JP2004037140A - 推進工法における測量方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】測量エラーが発生したときでも管体内に作業員が入ることなく、測量エラーに対応すること。
【解決手段】トータルステーションＴ１Ａにおいて、基準ターゲット２４とトータルステーションＴ２Ａを視準して測距・測角を行い、水平挟角αと距離Ｓを算出し、トータルステーションＴ２Ａにおいて、トータルステーションＴ１ＡとＴ３Ａを自動視準して測距・測角し、水平挟角α１と距離Ｓ１を算出し、トータルステーションＴ３Ａにおいては、トータルステーションＴ２Ａと先導体２３のプリズムユニット３１を自動視準して測距・測角し、水平挟角α２と距離Ｓ２を算出し、各トータルステーションの算出結果を計測制御機６５に転送して、計測制御機６５のディスプレイ上に表示するとともに、計測制御機６５からの指令にしたがって測量を行う。
【選択図】 図１８
【解決手段】トータルステーションＴ１Ａにおいて、基準ターゲット２４とトータルステーションＴ２Ａを視準して測距・測角を行い、水平挟角αと距離Ｓを算出し、トータルステーションＴ２Ａにおいて、トータルステーションＴ１ＡとＴ３Ａを自動視準して測距・測角し、水平挟角α１と距離Ｓ１を算出し、トータルステーションＴ３Ａにおいては、トータルステーションＴ２Ａと先導体２３のプリズムユニット３１を自動視準して測距・測角し、水平挟角α２と距離Ｓ２を算出し、各トータルステーションの算出結果を計測制御機６５に転送して、計測制御機６５のディスプレイ上に表示するとともに、計測制御機６５からの指令にしたがって測量を行う。
【選択図】 図１８
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、推進工法における測量方法に係り、特に、地盤を掘削する先導体に後続して、立坑から管体を順次挿入し、これら管体を先導体の掘削に合わせて順次推進させながら埋設するときに、先導体と各管体の位置を測量するに好適な推進工法における測量方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水道などに用いる管体を地中に埋設するに際しては、推進工法が採用されている。この推進工法によれば、地盤を掘削する先導体（シールド機）に後続して、立坑から管体を順次挿入し、これら管体を、立坑内の推進ジャッキにより、先導体の掘削に合わせて順次前方に推進させながら埋設することができる。この場合、先導体の移動および各管体の埋設に伴って、先導体と各管体の位置を測量することが行われている。
【０００３】
例えば、推進を開始する立坑内に視準用望遠鏡などを備えた測量装置を設置し、先導体に設けられた視準ターゲットを視準用望遠鏡で視準することで、先導体の位置や方向および距離などを光学的に測量する技術が知られている。また管体の途中の複数個所にそれぞれ測量装置を設置しておき、立坑側から順番に前方の測量装置を測量していくことで、最先端の先導体までの測量を行ったり、複数の測量装置を通信回線で連結し、測量装置や視準用望遠鏡の動作を制御したり、測定情報の取得などを自動的に行なったりする方法も提案されている。
【０００４】
例えば、特開平１１−２３２７１号公報に記載されているように、埋設された管体の複数個所に配置された測量装置の本体頂部に、視準用の反射プリズムを固定し、相隣接する一対の測量装置において、一方の測量装置の視準用望遠鏡で、他方の測量装置の反射プリズムを視準することで、一方の測量装置を基準にした他方の測量装置の測量データを取得する方法が提案されている。
【０００５】
また、特開２００１−２１３５５号公報に記載されているように、装置本体に対して垂直旋回自在に配置された測定機能部と、測定機能部に配置された光学式測距部と、光学式測距部の視準方向が含まれる垂直面内で測定機能部に配置された測距用反射部と、測定機能部に配置され、光学式測距部の視準方向と同じ向きに測角用光線を照射する測角光照射部と、測定機能部で測角光照射部に隣接して配置され、測角用光線を受光する測角光受光部とを備えたものが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記各従来技術においては、管体内に配置されたいずれかの測量機で測量に伴うエラーが発生したときのことについては十分配慮されていない。例えば、いずれかの測量機の視野内に複数の反射プリズムに相当するものが存在することに伴ってエラーが発生した場合、最も早く受光した反射プリズムからの反射光を測定点として認識し、認識した測定点に対して測距・測角を行ったり、あるいは複数の反射プリズムを測定点として各測定点に対して測距・測角して複数の測定点に関するデータを取ったりすることがある。このため、測定すべき反射プリズム以外の反射プリズムの測距・測角値を表示してしまったり、複数の反射プリズムの測距・測角値がでて、測定できないことが生じる。
【０００７】
このような場合、測距・測角を行っても正確な測量結果が得られないことが多く、しかも、エラーの発生原因が分からないときには、直径７０ｃｍ〜１．５ｍ程度の管体内を作業員が中腰や這った状態でエラーの発生した測量機まで行って、エラーの原因を確認した上で、再度作業員が測量機を使って測距・測角をしなければならず、測量作業が面倒である。しかも、狭い管体内を作業員が移動することは重労働である。
【０００８】
本発明は、従来技術の課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、測量エラーが発生したときでも管体内に作業員が入ることなく、測量エラーに対応することができる推進工法における測量方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に係る推進工法における測量方法においては、地盤を掘削する先導体に後続して、立坑から管体を順次挿入し、これら管体を前記先導体の掘削に合わせて順次推進させながら埋設するとともに、前記先導体と各管体の位置を測量するに際して、前記先導体に反射プリズムを設置するとともに、前記立坑内に基準ターゲットを設置し、前記管体のうち指定の管体内と前記立坑内に、望遠鏡で捉えた測定対象物を撮像する撮像装置と前記測定対象物に向けて照明光を照射する照明装置とを備えた自動視準型トータルステーションをそれぞれ設置するとともに、前記各トータルステーションに反射プリズムを設置し、さらに前記立坑外に前記各トータルステーションと情報の授受を行う計測制御機を設置し、前記立坑内のトータルステーションにおいて、前記計測制御機からの指令により、前記基準ターゲットと前記立坑に隣接して設置された管体内のトータルステーションの反射プリズムをそれぞれ視準して、前記立坑内のトータルステーションと前記基準ターゲットまたは前記反射プリズムとを結ぶ各直線の水平狭角および前記立坑内のトータルステーションと前記反射プリズムまでの距離を算出し、前記立坑に隣接して設置された管体から前記先導体に続いて設置された管体までの管体のうち指定の管体内のトータルステーションにおいては、前記計測制御機からの指令により、前方の反射プリズムと後方の反射プリズムをそれぞれ視準して、各トータルステーションと前方の反射プリズムまたは後方の反射プリズムとを結ぶ各直線の水平狭角および各トータルステーションと前方の反射プリズムまでの距離を算出し、前記各算出結果と前記各トータルステーションの撮像による画像をそれぞれ前記計測制御機に転送して、前記計測制御機に各トータルステーションの撮像による画像を表示するように構成した。
【００１０】
（作用）立坑と管体内に設置されたトータルステーションは、立坑外の計測制御機からの指令を基に測距・測角を行なうとともに、測量結果と測定対象物に関する画像を計測制御機に転送するようにしているので、いずれかのトータルステーションで測量エラーが発生しても、その発生原因を立坑外の計測制御機で把握することができるとともに、立坑外の計測制御機から測量エラーの生じたトータルステーションに対して、測量エラーに対処するための指令を送ることができる。
【００１１】
このため、測量エラーが発生したときには、管体内に作業員が入ることなく、測量エラーに対応することができる。
【００１２】
請求項２においては、請求項１に記載の推進工法における測量方法において、前記各トータルステーションを自動整準台で支持するように構成した。
【００１３】
（作用）各トータルステーションを自動整準台で支持することで、振動が生じても各トータルステーションを常に水平に維持することができる。
【００１４】
請求項３においては、請求項１または２に記載の推進工法における測量方法において、前記各トータルステーションは、前記撮像装置の撮像による画像を処理して測定点を弁別し、弁別した測定点を前記望遠鏡の視準軸に自動的に一致させる自動視準を実行するように構成した。
【００１５】
（作用）撮像装置の撮像による画像を処理して測定点を弁別することで、測定点を望遠鏡の視準軸に自動的に一致させることができる。
【００１６】
請求項４においては、請求項１または２に記載の推進工法における測量方法において、前記各トータルステーションに設置する反射プリズムを、前記各トータルステーションの鉛直軸の中心線上を浮上点とする一対のプリズムで構成し、前記一対のプリズムのそれぞれの光軸が望遠鏡の視準軸と平行で光線の入射方向が互いに１８０度異なる方向を向くように設置した。
【００１７】
（作用）反射プリズムが光線の入射方向が１８０度異なる一対のプリズムで構成されているので、各トータルステーションの反射プリズムを反転することなく、各トータルステーション間で測距・測角を行なうことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施例であって、推進工法における測量方法に適用された測量機１１０の全体構成を説明するブロック図であり、図２は、この測量機の光学系と自動視準装置を説明する図であり、図３は、この測量機の背面図であり、図４は、この測量機の自動視準装置に用いられる十字形ラインセンサを説明する図である。
【００２０】
本実施例の測量機１１０の望遠鏡４６は、図１、図２及び図３に示したように、測定対象物を高倍率で撮像する撮像装置として視準カメラ光学系４７の他に、測定対象物を低倍率の広い視野で撮像する撮像装置として広角カメラ光学系８９を備えている。そして、この測量機１１０は、図３に示したように、整準台４０上に水平回転可能に水平回転軸４３を取り付け、この水平回転軸４３に一体化した水平回転部４２の一対の柱部４４間に垂直回転可能に望遠鏡４６を取り付けている。
【００２１】
また、整準台４０は、自動整準台として架盤３４、定盤３５、３本の整準ねじ部３６を備えており、３本の整準ねじ３６のうち２本の整準ねじ３６は回転駆動軸として、駆動モータ（図示省略）に連結されている。定盤３５上部には水平回転部４２が固定され、架盤３４は三脚またはベース盤（図示省略）に固定されるようになっている。さらに定盤３５の縁には、制御回路が内蔵されたＸ−Ｙ座標傾斜センサ（図示省略）が固定されている。この傾斜センサは、定盤３５のＸ軸、Ｙ軸回りの傾斜量（θｘ、θｙ）を検出し、この検出出力を、２本の整準ねじ３６に設けられた駆動モータに供給するようになっている。各駆動モータは傾斜量を０にする方向に整準ねじ３６を回転駆動し、定盤３５を自動的に水平状態に維持するように構成されている。すなわち、測量機１１０を設置した際に、測量機１１０本体が振動などで傾いたときでも常に水平状態を保つことができるように構成されている。
【００２２】
本実施例の測量機１１０は、望遠鏡４６で捕らえた測定対象物を撮像する撮像装置と、測定対象物に向けて照明光を照射する照明装置を有する自動視準型トータルステーションとして、図１に示したように、測定点までの距離を測定する測距部（光波距離計）４８と、望遠鏡４６の水平角を測定する水平測角部（水平エンコーダ）５０と、望遠鏡４６の垂直角を測定する垂直測角部（垂直エンコーダ）５２と、望遠鏡４６の水平角を制御する水平制御部（水平サーボモータ）５４と、望遠鏡４６の垂直角を制御する垂直制御部（垂直サーボモータ）５６と、これら各部を制御するとともに測定結果を算定するためのＣＰＵ（演算制御部）５８とを備えている。もちろん、望遠鏡４６は、手動で容易に回転させることもできる構成としている。
【００２３】
さらに、本実施例の測量機１１０は、各カメラ光学系４７、８９で得た画像からノイズを除去して鮮明な画像にするとともに、測定対象物の輪郭や測定点等を弁別する画像処理装置６０と、各カメラ光学系４７、８９から得た画像を表示するとともに画像上に種々の情報等を重ね合わせるスーパーインポーズ装置６２と、タッチペン６８又は指等の測定点指定手段で触れることにより測定点を指定したり、各種データやコマンド等を入力することができるタッチパネルディスプレイ６４と、測量機１１０とは別体の計測制御機（パーソナルコンピュータ）６５等の外部機器とのデータ入出力のための入出力装置６６とを備える。
【００２４】
画像処理装置６０とスーパーインポーズ装置６２は、測量機１１０の内部に取り付けられ、タッチパネルディスプレイ６４は、水平回転部４２の下部背面に取り付けられる。タッチパネルディスプレイ６４は、各カメラ光学系４７、８９により撮像された画像を表示するだけでなく、広角カメラ光学系又は視準カメラ光学系の視準軸（光軸）Ｏ１、Ｏの方向を示すレクチル線（十字線）９２、各種のコマンドを入力するためのアイコン、データを入力するためのテンキー、測距部４８や測角部５０、５２で得た測定結果等もスーパーインポーズ装置６２により重ねて表示できるようになっている。
【００２５】
もちろん、タッチパネルディスプレイパネル６４の代わりに、普通の液晶ディスプレイ等の表示装置と、種々のコマンドやデータ入力のためのキーボードとを別体にして備え、測定点指定手段としては、カーソル移動キー、マウス、トラックボール、ジョイスティック等を用いてもよい。また、本実施例の測量機１１０は、測距部４８と測角部５０、５２を有し、トータルステーションと同じ機能を有しているが、ターゲットの大きさは既知であるから、測角部５０，５２を有していれば、広角カメラ光学系８９で撮像されたターゲット像の大きさに基づいて距離を求めているので、必ずしもトータルステーションと同じ機能を必要とするものではない。
【００２６】
広角カメラ光学系８９は、広角レンズ８７と広角ＣＣＤカメラ素子８８からなり、広角カメラ光学系８９の光軸Ｏ１は、視準カメラ光学系４７の視準軸Ｏに平行に構成されている。また、広角ＣＣＤカメラ８９は、合焦レンズ１９’を含むズーム装置を備え、ターゲットの遠近を調整するズーム型自動焦点機構を備えている。もちろん、小型化や価格抑制等のためには、ズーム装置を省くことができ、又は、広角カメラ光学系８９そのものも省くこともでき、さらに、広角ＣＣＤカメラ素子８８の代わりに、その他の適当な撮像装置を用いてもよい。
【００２７】
視準カメラ光学系４７は、視準軸Ｏ上に、対物レンズ１１、反射プリズム７０、ダイクロイックミラー７２、ビームスプリッタ１２０、視準ＣＣＤカメラ素子４５を設置している。また、視準カメラ光学系４７は、測距光を出射する赤外線ＬＥＤ等の発光素子７４と、この測距光を集光する集光レンズ７６と、集光された測距光を反射プリズム７０に向けて反射するダイクロイックミラー７８とで構成される測距部光学系を有し、この測距部光学系の光軸Ｏ２は、視準軸Ｏと共役の光学系で視準軸Ｏと同軸光学系とされる。さらに、視準カメラ光学系４７は、可視光で照明するＬＥＤ等の光源８０と、この照明光を集光する集光レンズ８２と、集光された照明光を反射プリズム７０に向けて反射するミラー８４とで構成される照明装置を有し、この照明装置の光軸Ｏ３は、視準軸Ｏと共役の光学系で視準軸Ｏと同軸光学系とされる。
【００２８】
さらに、視準カメラ光学系４７は、ターゲットで反射された測距光がダイクロイックミラー７２で反射して入射するフォトダイオード等の受光素子８６と、ターゲットで反射された照明光を２つに分けるビームスプリッタ１２０と、ビームスプリッタ１２０で２つに分けられた一方の照明光が合焦レンズ１９を経て、照明されたターゲット像を結像し、この結像をデジタル画像に変換する視準ＣＣＤカメラ素子４５と、他方の照明光の入射位置を認識する十字形ラインセンサ１２２とを備えている。もちろん、視準ＣＣＤカメラ素子４５の代わりに、その他の適当な撮像装置を用いてもよく、十字形ラインセンサ１２２の代わりに４分割センサ等の適宜センサを用いてもよい。
【００２９】
照明光としては赤外線レーザ光でもよいが、レーザ光では広角ＣＣＤカメラ素子８８の視野全体を照明しにくいので、本実施例では、視野全体に照明光が広がり易いように、ＬＥＤ等の光源８０による可視光の照明光を出射する照明装置を備えた。このため、屋内の暗所で測定した場合には、ターゲットで反射された照明光を作業員が視認し易く便利である。また、本実施例では、光源８０をＣＰＵ５８からのＯＮ／ＯＦＦ切り換え指令により点滅可能にしている。もちろん、適当な変調回路により光源８０を点滅可能にしてもよい。光源８０を点滅させると、暗所で直接見るターゲットも、タッチパネルディスプレイ６４上のターゲット像も点滅するので、いっそうターゲットを視認し易く測定点の指定が容易になる。
【００３０】
さて、発光素子７４からの出射された測距光（ＬＥＤ又は赤外線レーザ光）は、集光レンズ７６、ダイクロイックミラー７８、反射プリズム７０、対物レンズ１１を経て、測定対象物のターゲットに向けて送光される。そして、ターゲットで反射された測距光は、今来た光路を逆進し、対物レンズ１１を透過して、ダイクロイックミラー７２で直角方向へ反射され、受光素子８６へ入射する。ターゲットまでの距離は、従来と同様に、発光素子７４から図示しない光ファイバーにより直接受光素子８６へ入射する参照光と、ターゲットで反射してから受光素子８６へ入射する測距光の位相差から算出される。
【００３１】
一方、光源８０から出射された照明光は、集光レンズ８２、ミラー８４、反射プリズム７０、対物レンズ１１を経て、測定対象物の測定点に設置されたターゲットに向けて送光される。そして、ターゲットで反射された照明光は、今来た光路を逆進し、対物レンズ１１とダイクロイックミラー７２とを透過して、ビームスプリッタ１２０により２つに分けられ、分割された光の一方は合焦レンズ１９を経て、照明されたターゲット像を結像するべく視準ＣＣＤカメラ素子４５へ入射して、この結像がデジタル画像に変換され、分割された光の他方は十字形ラインセンサ１２２に集光される。
【００３２】
ところで、本実施例では、測定点を視準カメラ光学系４７の視準軸Ｏ上に位置させるための自動視準装置６９として、視準ＣＣＤカメラ素子４５、ＣＰＵ５８、画像処理装置６０、水平制御部５４、垂直制御部５６からなる第１の自動視準装置と、十字形ラインセンサ１２２、ＣＰＵ５８、水平制御部５４、垂直制御部５６からなる第２の自動視準装置と、広角ＣＣＤカメラ素子８８、ＣＰＵ５８、画像処理装置６０、水平制御部５４、垂直制御部５６、図示しないズーム装置とからなる予備視準装置とを備えている。
【００３３】
まず、視準ＣＣＤカメラ素子４５を有する第１の自動視準装置について、図２及び図６に基づいてさらに詳細に説明する。視準ＣＣＤカメラ素子４５の受光部の中心は、視準カメラ光学系４７の視準軸Ｏと一致するようにされていて、視準軸Ｏに沿う光線が視準ＣＣＤカメラ素子４５の受光部の中心に入射するので、図６に示したように、タッチパネルディスプレイ６４上において、視準軸Ｏとターゲット像９０との水平方向偏差ｈと垂直方向偏差ｖは、視準軸Ｏとターゲット方向のなす角に対応する。そこで、両偏差ｈ、ｖをともに０とすることによりターゲットを自動視準することができる。
【００３４】
このため、視準ＣＣＤカメラ素子４５からの画像信号は、図示しない信号処理部（増幅器、波形整形器、Ａ／Ｄ変換器等）を経て、ＣＰＵ５８に入力される。ＣＰＵ５８は、画像処理装置６０に、視準ＣＣＤカメラ素子４５で得た画像から測定対象物の輪郭やターゲット像９０を弁別し、これらをタッチパネルディスプレイ６４上に表示させる。また、レチクル線９２も、タッチパネルディスプレイ６４の中心に表示され、レクチル線９２の交点は、視準軸Ｏと一致するようになっている。ここで、タッチパネルディスプレイ６４上の指定したいターゲット像９０にタッチペン６８で触れると、ＣＰＵ５８は、タッチペン６８で触れた点と視準軸Ｏとの間の水平方向偏差ｈと垂直方向偏差ｖとを求め、これら両偏差ｈ、ｖに応じた制御信号を夫々、水平制御部５４、垂直制御部５６に送る。すると、両制御部５４、５６は、両偏差ｈ、ｖに応じた制御信号により望遠鏡４６（水平回転部４２）を回転させ、タッチペン６８で触れた点、すなわち指定したターゲット像９０を視準軸Ｏ上に移動させる。こうして、ターゲット像９０が視準軸Ｏ付近に移動すると、ＣＰＵ５８は、指定されたターゲット像９０を認識し、その後は、ターゲット像９０と視準軸Ｏとの間の水平方向偏差ｈと垂直方向偏差ｖとを求め、これら両偏差ｈ、ｖに応じた制御信号を夫々、水平制御部５４、垂直制御部５６に送って自動視準を行う。
【００３５】
次に、十字形ラインセンサ１２２を有する第２の自動視準装置について、図２及び図４に基づいて説明する。十字形ラインセンサ１２２は、図４に示したように、２本のラインセンサ１２３、１２４を十字形に組み合わせたもので、その中心１２５を視準カメラ光学系の視準軸Ｏに沿う光線が入射する位置と一致させておく。両ラインセンサ１２３、１２４からの出力信号は、図示しない信号処理部（増幅器、波形整形器、Ａ／Ｄ変換器等）を経て、ＣＰＵ５８に入力される。ＣＰＵ５８は、両ラインセンサ１２３，１２４の各受光部分１２６、１２７夫々の中点１２８、１２９を求めることにより、十字形ラインセンサ１２２の中心１２５に対する光源８０の反射光の照射スポット１３０の中心１３１の水平方向偏差ｈ１と垂直方向偏差ｖ１を求める。両偏差ｈ１、ｖ１は、視準軸Ｏとターゲット方向のなす角に対応するので、ＣＰＵは、両偏差ｈ１、ｖ１に応じた制御信号を夫々、水平制御部５４、垂直制御部５６に送り、両偏差ｈ１、ｖ１をともに０とするように望遠鏡を回転させることにより、ターゲットを自動視準する。この第２の自動視準装置には、十字形ラインセンサ１２２以外にも、４分割光センサ等、従来用いられていた適宜センサを用いることができる。
【００３６】
次に広角ＣＣＤカメラ素子８８を有する予備視準装置について、図２に基づいて説明する。広角ＣＣＤカメラ素子８８の受光部の中心は、広角カメラ光学系８９の視準軸Ｏ１と一致するようにされていて、その視準軸Ｏ１に沿う光線が広角ＣＣＤカメラ素子８８の受光部の中心に入射するので、広角ＣＣＤカメラ素子８８で得た画像も、前述の視準ＣＣＤカメラ素子４５で得た画像と同様に処理して自動的に視準を行うことができる。ただし、広角カメラ光学系８９の視準軸Ｏ１は、視準カメラ光学系８９の視準軸Ｏと平行に距離ｄだけずれているうえ低倍率であるので、予備視準装置は最初に望遠鏡４６を略ターゲット付近に向ける予備視準のために用いられ、最終的には視準ＣＣＤカメラ素子４５を含む第１の自動視準装置、又は十字形ラインセンサ１２２を含む第２の自動視準装置を用いて高精度に自動視準する。
【００３７】
前述の第２の自動視準装置は主に屋外で測定するときに用いられ、前述の第１の自動視準装置は主に屋内の暗所で測定するときに用いられる。この理由は、第１の自動視準装置は、日中に屋外で測定すると、自然光の強い外乱を受けて測定ミスが出やすが、第２の自動視準装置は外乱に強いからである。
【００３８】
大型構造物の各測定点の位置を計測するには、次のような方法をとる。図５に示したように、大型構造物である測定対象物１００は、自然光の外乱を避けるため、計測室１０２内の暗所に設置され、多数の測定点に夫々ターゲット（反射プリズムシートに十字線を設けたもの）１０４を取り付ける。計測室１０２の床１０６等には、基準点を示すためのターゲット１０８と、各ターゲット１０４、１０８の位置を測定するための測量機１１０が設置される。
【００３９】
最初に、１台の測量機１１０のみを使用する測定方法を説明する。まず、測量機１１０を所定位置に設置し、測量機１１０のメインスイッチをＯＮとして、図６に示したように、広角カメラ光学系８９により得られた測定対象物１００の像とレクチル線９２をタッチパネルディスプレイ６４上に表示させる。この際、光源８０を点灯させるとともに点滅させると、ターゲット１０４、１０８は光が来た方向のみに光を反射するので、タッチパネルディスプレイ６４上でターゲット像９０が特に明るく表示されるとともに点滅するので、作業者はターゲット像９０が視認し易くなり、これ以後の測定作業容易にしている。また、画像処理装置６０もターゲット像９０を認識し易く、画像処理も容易になる。
【００４０】
次に、タッチパネルディスプレイ６４上に表示されたターゲット像（測定点又は基準点）９０にタッチペンで触れて、測定するターゲット１０４、１０８を指定する。すると、予備視準装置が働いて、図７に示したように、タッチパネルディスプレイ６４上で視準軸Ｏを示すレクチル線９２の中心と指定したターゲット像９０が一致するまで、望遠鏡４６を回転させ、指定したターゲット像９０を画面中央に移動させていく。
【００４１】
こうして、指定したターゲット１０４又は１０８が略視準されると、さらに正確に視準するために、広角カメラ光学系８９から視準カメラ光学系４７にプログラムで自動的に切り換え、図８に示したように、タッチパネルディスプレイ６４にターゲット像９０とレクチル線９２を表示する。ここで、ターゲット１０４又は１０８が第１又は第２の自動視準装置により正確に自動視準されると、自動的に距離測定を行うとともに、水平角及び垂直角も測定する。このさい、これらの測定値は、指定された座標系上の座標に変換され、図示しない適当な記録媒体にも記録される。
【００４２】
前述の測定方法の手順を図９のフローチャートと、図１０−図１７に示したタッチパネルディスプレイ６４に表示された画像に基づいて、さらに詳細に説明する。ただし、以下の図面では、説明を簡単にするため、タッチパネルディスプレイ６４上には、ターゲット１０４の像９０と視準方向を示すレクチル線９２のみを示す。
【００４３】
まず、測量機１１０を所定位置に設置し、測量機１１０の図示しないメインスイッチをＯＮとして、ステップＳ０に進み、図１０に示したように、広角カメラ光学系８９を最も広角として測定対象物１００（図示省略）とターゲット像９０と画像上のレクチル線９２をタッチパネルディスプレイ６４に表示させる。このとき、図示しないオートフォーカス制御装置により、合焦レンズ１９’の位置を調整してターゲット１０４、１０８に焦点が合わせられる。また、レクチル線９２の中心は、望遠鏡４６を上下左右に回転させても、広角カメラ光学系８９又は視準カメラ光学系４７の視準軸Ｏを常に示している。このため、以下、レクチル線の中心にも符号Ｏを付す。
【００４４】
次に、ステップＳ１に進み、タッチパネルディスプレイ６４に表示された測定点に位置するターゲット像９０にタッチペン６８で触れることにより、測定しようとするターゲット１０４、１０８を指定する。もし、測定しようとするターゲット１０４、１０８がタッチパネルディスプレイ６４上に表示されていないときは、測定点がある方向に測量機１１０の望遠鏡４６を手動で向けて、測定点をタッチパネル６４上に表示するようにして、測定するターゲット１０４，１０８を指定する。尚、タッチパネルディスプレイ６４上の適当な点にタッチペン６８で触れると、後述するように、この点をタッチパネルディスプレイ６４の中心へ移動することができ、それまで表示されていなかった測定点をタッチパネルディスプレイ６４上に表示させることもできる。
【００４５】
測定するターゲット１０４、１０８を指定すると、ステップＳ２に進み、予備視準装置が働き、ＣＰＵ５８により、図１１に示したように、タッチペン６８で触れた点とレクチル線の中心Ｏとの水平偏差ｈと垂直偏差ｖ（ピクセル数で表す。）を検出する。次に、ステップＳ３に進み、両偏差ｈ，ｖを水平制御部５４と垂直制御部５６に送り、両制御部５４、５６を作動させ、両偏差ｘ、ｙがともに０となるように望遠鏡４６を回転させ、図１２に示したように、タッチペン６８で触れた点をタッチパネルディスプレイ６４の画面中央のレクチル線９２の中心Ｏに移動させる。これで、指定されたターゲット像９０は、略レクチル線９２の中心Ｏ上に移動するので、ＣＰＵ５８によって確実に認識される。
【００４６】
ところで、タッチペン６８でターゲット像９０の中心Ｏ’に正確に触れることは困難なため、図１２に示したように、ターゲット像９０の中心Ｏ’がレクチル線９２の中心Ｏに一致しないことがある。そこで、ステップＳ４に進み、予備視準装置は、さらに正確にターゲット像９０の中心Ｏ’とレクチル線の中心Ｏとを一致させるために、光源８０を点灯して照明光を出射し、ターゲット１０４の結像を受光し、ターゲット像９０の位置、すなわち、ターゲット像９０の中心Ｏ’とレクチル線９２の中心Ｏとの水平偏差ｈと垂直偏差ｖを検出する。両偏差ｈ、ｖが求まると、光源８０を消灯する。それから、ステップＳ５に進み、両偏差ｈ、ｖを水平制御部５４と垂直制御部５６に送り、両制御部５４、５６を作動させ、両偏差ｈ、ｖがともに０となるように望遠鏡４６を回転させ、図１３に示したように、指定したターゲット像９０の中心をレクチル線９２の中心Ｏ上へ移動させ、暫定的な予備視準を行う。
【００４７】
この予備視準を終了すると、さらに正確に視準するため、ステップＳ６に進み、広角カメラ光学系８９を小幅ズームアップする。小幅にズームアップするのは、一度に最大倍率までズームさせると、視準誤差等によりターゲット１０４が視野から外れ、自動視準ができなくなる恐れがあるからである。広角カメラ光学系８９をズームアップすると、図１４に示したように、ターゲット像９０の中心Ｏ’とレクチル線９２の中心Ｏがわずかにずれていることが普通である。そこで、ステップＳ７に進み、ステップＳ４と同様に、光源８０を点灯して、再びターゲット像９０の位置を検出し、この後に光源８０を消灯する。そして、ステップＳ８に進んで、ステップＳ５と同様に両制御部５４、５６を作動させ、図１５に示したように、ターゲット像９０の中心Ｏ’をレクチル線９２の中心Ｏ上へ移動させる暫定的な予備視準を行う。
【００４８】
それから、ステップＳ９に進み、広角ＣＣＤカメラ素子８８が最大倍率になったか否かを調べる。広角ＣＣＤカメラ素子８８が、最大倍率に達していないときは、ステップＳ６に戻るが、最大倍率になっているときは、ステップＳ１０に進み、光源８０を点灯して、ターゲット１０４までの距離測定を行い、この後に光源８０を消灯する。この距離測定には、ターゲット１０４の大きさが既知であることを利用し、タッチパネルディスプレイ６４上のターゲット像９０の大きさから距離を算定する。
【００４９】
ターゲット１０４までの距離が求まると、ステップＳ１１に進み、この距離と、両カメラ光学系４７、８９の視準軸間の距離ｄとから、視準カメラ光学系４７の視準軸Ｏ上にターゲット１０４が位置するように、望遠鏡４６の向きの調整角を計算し、望遠鏡４６の向きを調整する。そして、さらに正確に視準するため、ステップＳ１２に進み、図１６に示したように、ターゲット像９０がレクチル線９２の中央のエリアに入った時、広角カメラ光学系８９から高倍率の視準カメラ光学系４７にプログラムで自動的に切り換え、合焦レンズ１９の位置を調整してターゲット１０４に焦点を合わせる。このときの視準カメラ光学系４７のフォーカス制御には、ステップＳ１０の距離計測で求めた距離を用いる。
【００５０】
次に、ステップＳ１３に進み、ステップＳ４と同様に、光源８０を点灯して、ターゲット像９０の位置を検出する。そして、ステップＳ１４に進み、ステップＳ５と同様に再び、両制御部５４、５６を作動させ、第１の自動視準装置により暫定的な自動視準を行う。次に、ステップＳ１５に進み、光源８０を消灯して、測距部（光波距離計）４８によりターゲット１０４までの正確な距離を求め、この距離を用いて、ターゲット１０４に正確にフォーカスを合わせる。それから、ステップＳ１６に進み、ステップＳ４と同様に、光源８０を点灯して、ターゲット像９０の位置を検出する。そして、ステップＳ１７に進み、ステップＳ５と同様に、両制御部５４、５６を作動させ、第１の自動視準装置により最終的な自動視準を行い、図１７に示したように、ターゲット像９０の中心Ｏ’をレクチル線の中心Ｏ上に正確に位置させる。
【００５１】
それから、ステップＳ１８に進み、ターゲット像９０の中心Ｏ’が正確にレクチル線９２の中心Ｏ上にあるか否か、すなわちターゲット像９０の中心Ｏ’とＯとの水平偏差ｈと垂直偏差ｖが所定範囲内（たとえば、両制御部５４、５６のサーボモータの制御精度以下）か否か調べる。両偏差ｈ、ｖがともに所定範囲内のときは、ステップＳ１９に進んで、光源８０を消灯して、測距部（光波距離計）４８によりターゲット１０４までの距離を求め、同時に水平測角部５０と垂直測角部５２により望遠鏡４６の水平角と垂直角を求める。これらの角度は、光学式エンコーダによって求められる。座標系が指定してあれば、これらの距離と角度（極座標）を指定された座標系（例えば、直交座標系）の座標に変換する。一方、ステップＳ１８において、両偏差ｈ、ｖがともに所定範囲外のときは、ステップＳ１６に戻る。
【００５２】
前述した測定においては、光源８０は、ステップＳ４、Ｓ７、Ｓ１３、Ｓ１６で測定点の位置を検出するときと、ステップＳ１０で距離算出するときにのみ点灯するだけで、測距部４８で距離を測定するステップＳ１５、Ｓ１９では必ず消灯しているので、光源８０による照明光が距離測定に誤差を与えることがない。このように、光源８０が必要時に短時間のみ点灯されるので、省電力の測量機が得られる。
【００５３】
こうして、１つの測定点又は基準点の測定を完了すると、再び、広角カメラ光学系８９に切り換えられ、図６に示したような画像が表示されるので、次に測定したいターゲット像９０をタッチペン６８で指定する。以下同様に、順次ターゲット１０４、１０８の位置を計測していく。
【００５４】
一方、図示しない自動計測スイッチをＯＮとすると、ＣＰＵ５８は、測定対象物１００に取り付けられたターゲット１０４と、基準点を示すターゲット１０８を端から端まで自動的に順番に指定していき、前述の測定を全部自動的に行うようになっている。この場合は、予め測定点及び基準点の座標を計測制御機６５等の外部機器から入力しておくことにより、効率的に自動測定できるようにしている。
【００５５】
こうして、１個所で前述の測定を終了すると、測量機１１０を次の個所へ移動させ、前述のように、ターゲット１０４、１０８を端から端まで測定していき、このような測定を予定した個所全部で行う。こうして、すべての予定個所での測定を終了した後に、この測定結果をタッチパネルディスプレイ６４に表示するとともに、図示しない適当な記録媒体に記録して測定を終了する。
【００５６】
以上は、１台の測量機のみで計測する方法を説明したが、通常は、計測室１０２の床１０６には複数の測量機１１０を設置し、これらの測量機１１０と観測室１１２内に設置されたディスプレイ（画像表示装置）を備えた計測制御機（パーソナルコンピュータ）６５との間を電源ケーブル１１６と映像ケーブル１１７と通信ケーブル１１８で接続して、各測量機１１０を計測制御機６５により遠隔操作するとともに、各測量機１１０で得た映像や測定結果は直ちに計測制御機６５に送って、能率的に測定できるようにしている。もちろん、計測制御機６５をもっと離れた事務所等に設置し、適当な通信装置（電話、携帯電話、無線機等）を介して、各測量機１１０と計測制御機６５とを接続してもよい。
【００５７】
このような測量機１１０を遠隔操作する場合、１つの測量機１１０に計測制御機６５から計測開始指令を送ると、この測量機１１０のメインスイッチがＯＮとなり、この測量機１１０は、広角ＣＣＤカメラ素子８８により得られた測定対象物１００の映像を計測制御機６５に送ってくるので、計測制御機６５のディスプレイに測定対象物１００の像が表示される。計測制御機６５は、測量機１１０と同じ計測制御プログラムを内蔵しているから、後は前述した測量機１１０で行った方法と同様にして、ターゲット１０４、１０８を端から端まで測定していく。この測量機１１０での全ての測定を終了すると、この測量機１１０のメインスイッチをＯＦＦとし、次の測量機１１０に計測開始指令を送り、以下、同様にして、全ての測量機１１０での測定を行う。全ての測量機１１０での測定を終了すると、計測制御機６５は、この測定結果をディスプレイに表示するとともに、適当な記録媒体に測定結果を記録し、必要により測定結果を印字して計測を終了する。
【００５８】
屋外で測定する場合は、視準ＣＣＤカメラ素子４５で得た画像から自動視準すると、自然光の強い外乱等により誤視準を起こし易いので、ＣＰＵ５８は、視準ＣＣＤカメラ素子４５又は広角ＣＣＤカメラ素子８８で得た背景の明るさが所定値以上のときは、視準ＣＣＤカメラ素子４５により背景明るさを判断して、プログラムにより自動的に十字型ラインセンサ１２２を用いる第２の自動視準に切り替えるようになっている。この場合でも、計測制御機６５のディスプレイ又は測量機１１０のタッチパネルディスプレイ６４上で、広角ＣＣＤカメラ素子８８で得た広い視野の画像からターゲット像９０を指定するだけで、自動視準がなされるようになっている。
次に、測量機１１０を用いて推進工法における測量を行うに際しては、まず、図３仮想線で示すように、前記した測量機１１０の頂部に、一対の反射プリズム３２，３３を備えたプリズムユニット３１（図３仮想線参照）を取着した測量機１１０Ａを複数台用意する。
【００５９】
即ち、測量機１１０の柱部４４の上部側には取っ手３０が設けられており、この取っ手３０にプリズムユニット３１がねじ締結などの固定手段（図示せず）によって固定されている。
【００６０】
プリズムユニット３１は、矩形状の枠体３１ａ内に上下一対の反射プリズム３２，３３が一体化されたもので、反射プリズム３２，３３のそれぞれの光軸が望遠鏡４６の視準軸と平行で、各反射プリズム３２、３３の光線の入射面が１８０°異なる方向となるように配置されている。例えば、上方の反射プリズム３２は、光線の入射面が前方（望遠鏡の対物レンズ１１配置側）を向くように配置され、下方の反射プリズム３３は、光線の入射面が後方（望遠鏡の対物レンズ１１配置側と反対側）を向くように配置されている。
【００６１】
そして各反射プリズム３２、３３の浮上点が測量機１１０の鉛直軸（垂直軸）の中心線上になるように各反射プリズム３２、３３の位置関係が設定されている。すなわち、各反射プリズム３２、３３の浮上点を鉛直軸の中心線上に一致させておくことで、各反射プリズム３２、３３が正対されていなくても誤差なく測角値が測定できるようになっている。ただし、測距値は、プリズム定数を加えることにより、正確に測定できる。
【００６２】
なお、プリズムユニット３１としては、反射プリズム３２、３３のうち一方の反射プリズムのみで構成することもできるが、反射プリズムを反射ターゲットとして用いる場合には、反射プリズムを単独で、または反射プリズムを一体化した測量機を所定の方向に回転させる必要がある。
【００６３】
さらに、前記した複数台の測量機１１０Ａの他に、図１８に示すように、計測制御機６５と映像切替機３８をそれぞれ１台用意し、電源ケーブル１１６と映像ケーブル１１７及び通信ケーブル１１８を含むケーブル１２０を介して各測量機１１０Ａを接続するとともに、各測量機１１０Ａと計測制御機６５および映像切替機３８を接続する。そして計測制御機６５と映像切替機３８を立坑２０から離れた位置に配置する。
【００６４】
次に、推進工法における測量方法を図１９にしたがって説明する。本実施例においては、立坑２０に隣接して掘削されたトンネル２１内に複数本の管体２２が埋設され、先端側の管体２２の先端部に地盤を掘削する先導体２３が配置されているときの測量方法について説明する。
【００６５】
まず、測量を開始するに先立って、先導体２３の後端部に反射プリズム３３Ａを後方に向けて設置するとともに、立坑２０内に基準ターゲット２４を設置し、さらに第１のトータルステーションＴ１Ａとしての測量機１１０Ａを立坑２０内に設置する。さらにトータルステーションＴ１Ａと反射プリズム３３Ａとの間には、トータルステーションＴ１Ａから視準できるように、第２のトータルステーションＴ２Ａとしての測量機１１０Ａを設置する。さらに第２のトータルステーションＴ２Ａおよび反射プリズム３３Ａを視準できるように、第３のトータルステーションＴ３Ａとしての測量機１１０Ａを設置する。
【００６６】
次に、作業員の遠隔操作により、計測制御機６５から各トータルステーションＴ１Ａ〜Ｔ３Ａに対して、測量を行うための指令が送信されると、まず、トータルステーションＴ１Ａにおいて、基準ターゲット２４とトータルステーションＴ２Ａのプリズムユニット３１（後方を向く反射プリズム３３）をそれぞれ自動視準する処理が実行される。この場合、第１の自動視準装置または第２の自動視準装置を用いて、前述したステップＳ１２からステップＳ１８（図９参照）までの処理を行い、基準ターゲット２４またはトータルステーションＴ２Ａの反射プリズム３３を自動的に視準する。自動視準が行われたあとは、照明用光源（照明装置）を消灯し、発光素子７４からの測距光を基準ターゲット２４またはトータルステーションＴ２Ａの反射プリズム３３に向けて照射し、測距部４８、垂直測角部５２、水平測角部５０の処理により測距・測角を行い、トータルステーションＴ１Ａと基準ターゲット２４とを結ぶ直線と、トータルステーションＴ１ＡとトータルステーションＴ２Ａ（の反射プリズム３３）とを結ぶ直線との間の水平挟角αを算出するとともに、トータルステーションＴ１ＡからトータルステーションＴ２Ａ（の反射プリズム３３）までの距離Ｓを算出する。
【００６７】
次に、トータルステーションＴ２Ａにおいて、トータルステーションＴ１Ａのプリズムユニット３１（の前方を向く反射プリズム３２）とトータルステーションＴ３Ａのプリズムユニット３１（の後方を向く反射プリズム３３）をそれぞれ自動視準する。この場合も、第１の自動視準装置または第２の自動視準装置を用いて、前述したステップＳ１２からＳ１８までの処理を行って自動視準を行う。自動視準が行われたあとは、測距部４８、垂直測角部５２、水平測角部５０の処理により測距・測角を行い、トータルステーションＴ２ＡとトータルステーションＴ１Ａとを結ぶ直線と、トータルステーションＴ２ＡとトータルステーションＴ３Ａとを結ぶ直線との間の水平挟角α１を算出するとともに、トータルステーションＴ２ＡとトータルステーションＴ３Ａとを結ぶ距離Ｓ１を算出する。
【００６８】
次に、トータルステーションＴ３Ａにおいて、トータルステーションＴ２Ａのプリズムユニット３１（の前方を向く反射プリズム３２）と先導体２３の反射プリズム３３Ａをそれぞれ自動視準する。この場合も、第１の自動視準装置または第２の自動視準装置を用いて、前述したステップＳ１２〜ステップＳ１８までの処理を行ってプリズムユニット３１を自動的に視準する。そして自動視準が行われたあとは、トータルステーションＴ２Ａのプリズムユニット３１（の前方を向く反射プリズム３２）に対する測距・測角を行うとともに、先導体２３の反射プリズム３３Ａに対する測距・測角を行い、トータルステーションＴ３ＡとトータルステーションＴ２Ａとを結ぶ直線と、トータルステーションＴ３Ａと先導体２３の反射プリズム３３Ａとを結ぶ直線との間の水平挟角α２を算出するとともに、トータルステーションＴ３Ａと先導体２３の反射プリズム３３Ａまでの距離Ｓ２を算出する。
【００６９】
各トータルステーションＴ１Ａ、Ｔ２Ａ、Ｔ３Ａで算出された測量結果は、ケーブル１２０を介して映像切替機３８と計測制御機６５に伝送される。そして作業者の操作により、計測制御機６５によって各トータルステーションＴ１Ａ〜Ｔ３Ａからの映像を切替えるための操作が行われると、映像切替機３８によって指定したトータルステーションからの映像に切替えられ、切替えられた画像が計測制御機６５の画面上に順次表示される。さらに、各トータルステーションの測量結果も計測制御機６５のディスプレイ上に表示される。
【００７０】
このように、本実施例においては、各トータルステーションＴ１Ａ〜Ｔ３Ａと計測制御機６５との間で情報の授受が行われるようになっているため、測量結果にエラーが発生した場合、例えば、トータルステーションＴ１ＡとＴ２Ａの中間地点を視準したり、目標の反射プリズムとは異なる他の反射プリズムを視準した場合には、各トータルステーションＴ１Ａ〜Ｔ３Ａによって得られた画像を映像切替機３８で切替えることによって、各トータルステーションＴ１Ａ〜Ｔ３Ａによって撮像された画像が計測制御機６５のディスプレイ上に順番に表示されるため、エラーの発生したトータルステーションを特定することができる。
【００７１】
例えば、エラーの発生したトータルステーションを特定するために、トータルステーションによって撮像された画像を計測制御機６５のディスプレイ上に順次表示させているときに、画像中に複数の反射プリズムが映っているような場合があれば、この画像を撮像したトータルステーションでエラーが発生したと認識でき、さらに、この画像中に映っている複数の反射プリズムのうち、最も近距離にあると思われる目標とすべき反射プリズムをターゲットとして指定する操作を行う（最も近距離にあると思われる目標とすべき反射プリズムをターゲットとして指定した測距・測角を指示する）ことで、測量エラーの発生したトータルステーションにおいて、指定されたプリズムユニット３１をターゲットとする測量が自動的に開始される。このため、測量エラーが発生しても、計測制御機６５を操作することで、正確な測量を行うことができる。すなわち、測量エラーが発生したとても、狭い管体内に作業員が入って測量エラーの発生した測量機を直接操作することなく、測量エラーに対処することができる。
【００７２】
なお、前記実施例においては、立坑２０外の計測制御機６５からの指令に従って各トータルステーションを遠隔操作するものについて述べたが、計測制御機６５を立坑２０内に配置し、立坑２０内の計測制御機６５からの指令に従って各トータルステーションを遠隔制御したり、立坑２０内のトータルステーションを計測制御機６５の代わりに用い、立坑２０内のトータルステーションからの指令に従ってトンネル内のトータルステーションを遠隔操作することもできる。
【００７３】
また、前記した実施例では、望遠鏡の対物レンズ１１配置側を向く反射プリズム３２と望遠鏡の対物レンズ１１配置側と反対側を向く反射プリズム３３とが測量機１１０の頂部に取着固定された構造の測量機１１０Ａが用いられているが、前方を向く反射プリズム３２または後方を向く反射プリズム３３のいずれか一方だけを頂部に取着固定した構造の測量機１１０Ｂ（図示せず）であってもよい。ただし、反射プリズム３２（３３）一個だけを取着した測量機１１０Ｂを用いる場合は、測距光を出射する測量機に対し頂部の反射プリズム３２（３３）が正対するように測量機１１０Ｂ全体を回動させる必要があり、それだけ測量に時間がかかることはやむを得ない。
【００７４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に係る発明によれば、測量エラーが発生したときでも管体内に作業員が入ることなく、測量エラーに対応することができる。
【００７５】
請求項２に係る発明によれば、振動が生じても各トータルステーションを常に水平に維持することができる。
【００７６】
請求項３に係る発明によれば、撮像装置の撮像による画像を処理することで、測定点を望遠鏡の視準軸に自動的に一致させることができる。
【００７７】
請求項４に係る発明によれば、各トータルステーションの反射プリズムを反転することなく、各トータルステーション間で測距・測角を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である測量機全体のブロック図である。
【図２】前記測量機の光学系及び自動視準装置を説明する図である。
【図３】前記測量機の背面図である。
【図４】十字形ラインセンサを説明する図である。
【図５】測定対象物の各部位置を測定する方法を示す図である。
【図６】前記測量機の広角カメラ光学系で得た画像を示す図である。
【図７】前記測量機において、前記広角カメラ光学系で得た画像を用いて予備視準した後に、前記広角カメラ光学系で得た画像を示す図である。
【図８】前記測量機において、前記視準カメラ光学系で得た画像を用いて、自動視準した後に、前記視準カメラ光学系で得た画像を示す図である。
【図９】前記測量機で測定点の位置測定の手順を説明するフローチャートである。
【図１０】前記測量機の自動視準の開始前に、広角カメラ光学系で得た最も広角な画像を示す図である。
【図１１】図１０において、測定点のターゲットの中心のレクチル線の中心からの水平偏差及び垂直偏差を示す図である。
【図１２】前記広角カメラ光学系の最も広角な状態で、ターゲットを視準軸方向へ移動させていく途中を示す図である。
【図１３】前記広角カメラ光学系の最も広角な状態で、ターゲットの中心と視準軸を一致させた状態を示す図である。
【図１４】前記測量機の予備視準の途中において、前記広角カメラ光学系を小幅ズームアップした状態を示す図である。
【図１５】前記広角カメラ光学系を小幅ズームアップした状態で、ターゲットの中心と視準軸を一致させた状態を示す図である。
【図１６】視準カメラ光学系に切り換えた直後に前記視準カメラ光学系で捕らえた画像を示す図である。
【図１７】前記視準カメラ光学系で捕らえた画像で、ターゲットの中心と視準軸を一致させた状態を示す図である。
【図１８】複数の測量機と計測制御機および映像切換機の配置を説明するための構成図である。
【図１９】推進工法における測量方法を説明するための構成図である。
【符号の説明】
２０ 立坑
２１ トンネル
２２ 管体
２３ 先導体
２４ 基準ターゲット
３１ プリズムユニット
３２ 反射プリズム
３３ 反射プリズム
３３Ａ 反射プリズム
４０ 整準台（自動整準台）
４５ 視準ＣＣＤカメラ素子（撮像装置）
４６ 望遠鏡
４７ 視準カメラ光学系
４８ 測距部
６０ 画像処理装置
６４ タッチパネルディスプレイ（表示装置）
６５ 計測制御機
６８ タッチペン（測定点指定手段）
６９ 自動視準装置
８０ 光源（照明装置）
８８ 広角ＣＣＤカメラ素子（撮像装置）
８９ 広角カメラ光学系
９０ ターゲット像（測定点）
１１０、１１０Ａ 自動視準型トータルステーションである測量機
１０４ ターゲット（測定点）
１２２ 十字形ラインセンサ
Ｏ 視準軸
Ｔ１Ａ，Ｔ２Ａ，Ｔ３Ａ トータルステーション
【発明の属する技術分野】
本発明は、推進工法における測量方法に係り、特に、地盤を掘削する先導体に後続して、立坑から管体を順次挿入し、これら管体を先導体の掘削に合わせて順次推進させながら埋設するときに、先導体と各管体の位置を測量するに好適な推進工法における測量方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水道などに用いる管体を地中に埋設するに際しては、推進工法が採用されている。この推進工法によれば、地盤を掘削する先導体（シールド機）に後続して、立坑から管体を順次挿入し、これら管体を、立坑内の推進ジャッキにより、先導体の掘削に合わせて順次前方に推進させながら埋設することができる。この場合、先導体の移動および各管体の埋設に伴って、先導体と各管体の位置を測量することが行われている。
【０００３】
例えば、推進を開始する立坑内に視準用望遠鏡などを備えた測量装置を設置し、先導体に設けられた視準ターゲットを視準用望遠鏡で視準することで、先導体の位置や方向および距離などを光学的に測量する技術が知られている。また管体の途中の複数個所にそれぞれ測量装置を設置しておき、立坑側から順番に前方の測量装置を測量していくことで、最先端の先導体までの測量を行ったり、複数の測量装置を通信回線で連結し、測量装置や視準用望遠鏡の動作を制御したり、測定情報の取得などを自動的に行なったりする方法も提案されている。
【０００４】
例えば、特開平１１−２３２７１号公報に記載されているように、埋設された管体の複数個所に配置された測量装置の本体頂部に、視準用の反射プリズムを固定し、相隣接する一対の測量装置において、一方の測量装置の視準用望遠鏡で、他方の測量装置の反射プリズムを視準することで、一方の測量装置を基準にした他方の測量装置の測量データを取得する方法が提案されている。
【０００５】
また、特開２００１−２１３５５号公報に記載されているように、装置本体に対して垂直旋回自在に配置された測定機能部と、測定機能部に配置された光学式測距部と、光学式測距部の視準方向が含まれる垂直面内で測定機能部に配置された測距用反射部と、測定機能部に配置され、光学式測距部の視準方向と同じ向きに測角用光線を照射する測角光照射部と、測定機能部で測角光照射部に隣接して配置され、測角用光線を受光する測角光受光部とを備えたものが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記各従来技術においては、管体内に配置されたいずれかの測量機で測量に伴うエラーが発生したときのことについては十分配慮されていない。例えば、いずれかの測量機の視野内に複数の反射プリズムに相当するものが存在することに伴ってエラーが発生した場合、最も早く受光した反射プリズムからの反射光を測定点として認識し、認識した測定点に対して測距・測角を行ったり、あるいは複数の反射プリズムを測定点として各測定点に対して測距・測角して複数の測定点に関するデータを取ったりすることがある。このため、測定すべき反射プリズム以外の反射プリズムの測距・測角値を表示してしまったり、複数の反射プリズムの測距・測角値がでて、測定できないことが生じる。
【０００７】
このような場合、測距・測角を行っても正確な測量結果が得られないことが多く、しかも、エラーの発生原因が分からないときには、直径７０ｃｍ〜１．５ｍ程度の管体内を作業員が中腰や這った状態でエラーの発生した測量機まで行って、エラーの原因を確認した上で、再度作業員が測量機を使って測距・測角をしなければならず、測量作業が面倒である。しかも、狭い管体内を作業員が移動することは重労働である。
【０００８】
本発明は、従来技術の課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、測量エラーが発生したときでも管体内に作業員が入ることなく、測量エラーに対応することができる推進工法における測量方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１に係る推進工法における測量方法においては、地盤を掘削する先導体に後続して、立坑から管体を順次挿入し、これら管体を前記先導体の掘削に合わせて順次推進させながら埋設するとともに、前記先導体と各管体の位置を測量するに際して、前記先導体に反射プリズムを設置するとともに、前記立坑内に基準ターゲットを設置し、前記管体のうち指定の管体内と前記立坑内に、望遠鏡で捉えた測定対象物を撮像する撮像装置と前記測定対象物に向けて照明光を照射する照明装置とを備えた自動視準型トータルステーションをそれぞれ設置するとともに、前記各トータルステーションに反射プリズムを設置し、さらに前記立坑外に前記各トータルステーションと情報の授受を行う計測制御機を設置し、前記立坑内のトータルステーションにおいて、前記計測制御機からの指令により、前記基準ターゲットと前記立坑に隣接して設置された管体内のトータルステーションの反射プリズムをそれぞれ視準して、前記立坑内のトータルステーションと前記基準ターゲットまたは前記反射プリズムとを結ぶ各直線の水平狭角および前記立坑内のトータルステーションと前記反射プリズムまでの距離を算出し、前記立坑に隣接して設置された管体から前記先導体に続いて設置された管体までの管体のうち指定の管体内のトータルステーションにおいては、前記計測制御機からの指令により、前方の反射プリズムと後方の反射プリズムをそれぞれ視準して、各トータルステーションと前方の反射プリズムまたは後方の反射プリズムとを結ぶ各直線の水平狭角および各トータルステーションと前方の反射プリズムまでの距離を算出し、前記各算出結果と前記各トータルステーションの撮像による画像をそれぞれ前記計測制御機に転送して、前記計測制御機に各トータルステーションの撮像による画像を表示するように構成した。
【００１０】
（作用）立坑と管体内に設置されたトータルステーションは、立坑外の計測制御機からの指令を基に測距・測角を行なうとともに、測量結果と測定対象物に関する画像を計測制御機に転送するようにしているので、いずれかのトータルステーションで測量エラーが発生しても、その発生原因を立坑外の計測制御機で把握することができるとともに、立坑外の計測制御機から測量エラーの生じたトータルステーションに対して、測量エラーに対処するための指令を送ることができる。
【００１１】
このため、測量エラーが発生したときには、管体内に作業員が入ることなく、測量エラーに対応することができる。
【００１２】
請求項２においては、請求項１に記載の推進工法における測量方法において、前記各トータルステーションを自動整準台で支持するように構成した。
【００１３】
（作用）各トータルステーションを自動整準台で支持することで、振動が生じても各トータルステーションを常に水平に維持することができる。
【００１４】
請求項３においては、請求項１または２に記載の推進工法における測量方法において、前記各トータルステーションは、前記撮像装置の撮像による画像を処理して測定点を弁別し、弁別した測定点を前記望遠鏡の視準軸に自動的に一致させる自動視準を実行するように構成した。
【００１５】
（作用）撮像装置の撮像による画像を処理して測定点を弁別することで、測定点を望遠鏡の視準軸に自動的に一致させることができる。
【００１６】
請求項４においては、請求項１または２に記載の推進工法における測量方法において、前記各トータルステーションに設置する反射プリズムを、前記各トータルステーションの鉛直軸の中心線上を浮上点とする一対のプリズムで構成し、前記一対のプリズムのそれぞれの光軸が望遠鏡の視準軸と平行で光線の入射方向が互いに１８０度異なる方向を向くように設置した。
【００１７】
（作用）反射プリズムが光線の入射方向が１８０度異なる一対のプリズムで構成されているので、各トータルステーションの反射プリズムを反転することなく、各トータルステーション間で測距・測角を行なうことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施例であって、推進工法における測量方法に適用された測量機１１０の全体構成を説明するブロック図であり、図２は、この測量機の光学系と自動視準装置を説明する図であり、図３は、この測量機の背面図であり、図４は、この測量機の自動視準装置に用いられる十字形ラインセンサを説明する図である。
【００２０】
本実施例の測量機１１０の望遠鏡４６は、図１、図２及び図３に示したように、測定対象物を高倍率で撮像する撮像装置として視準カメラ光学系４７の他に、測定対象物を低倍率の広い視野で撮像する撮像装置として広角カメラ光学系８９を備えている。そして、この測量機１１０は、図３に示したように、整準台４０上に水平回転可能に水平回転軸４３を取り付け、この水平回転軸４３に一体化した水平回転部４２の一対の柱部４４間に垂直回転可能に望遠鏡４６を取り付けている。
【００２１】
また、整準台４０は、自動整準台として架盤３４、定盤３５、３本の整準ねじ部３６を備えており、３本の整準ねじ３６のうち２本の整準ねじ３６は回転駆動軸として、駆動モータ（図示省略）に連結されている。定盤３５上部には水平回転部４２が固定され、架盤３４は三脚またはベース盤（図示省略）に固定されるようになっている。さらに定盤３５の縁には、制御回路が内蔵されたＸ−Ｙ座標傾斜センサ（図示省略）が固定されている。この傾斜センサは、定盤３５のＸ軸、Ｙ軸回りの傾斜量（θｘ、θｙ）を検出し、この検出出力を、２本の整準ねじ３６に設けられた駆動モータに供給するようになっている。各駆動モータは傾斜量を０にする方向に整準ねじ３６を回転駆動し、定盤３５を自動的に水平状態に維持するように構成されている。すなわち、測量機１１０を設置した際に、測量機１１０本体が振動などで傾いたときでも常に水平状態を保つことができるように構成されている。
【００２２】
本実施例の測量機１１０は、望遠鏡４６で捕らえた測定対象物を撮像する撮像装置と、測定対象物に向けて照明光を照射する照明装置を有する自動視準型トータルステーションとして、図１に示したように、測定点までの距離を測定する測距部（光波距離計）４８と、望遠鏡４６の水平角を測定する水平測角部（水平エンコーダ）５０と、望遠鏡４６の垂直角を測定する垂直測角部（垂直エンコーダ）５２と、望遠鏡４６の水平角を制御する水平制御部（水平サーボモータ）５４と、望遠鏡４６の垂直角を制御する垂直制御部（垂直サーボモータ）５６と、これら各部を制御するとともに測定結果を算定するためのＣＰＵ（演算制御部）５８とを備えている。もちろん、望遠鏡４６は、手動で容易に回転させることもできる構成としている。
【００２３】
さらに、本実施例の測量機１１０は、各カメラ光学系４７、８９で得た画像からノイズを除去して鮮明な画像にするとともに、測定対象物の輪郭や測定点等を弁別する画像処理装置６０と、各カメラ光学系４７、８９から得た画像を表示するとともに画像上に種々の情報等を重ね合わせるスーパーインポーズ装置６２と、タッチペン６８又は指等の測定点指定手段で触れることにより測定点を指定したり、各種データやコマンド等を入力することができるタッチパネルディスプレイ６４と、測量機１１０とは別体の計測制御機（パーソナルコンピュータ）６５等の外部機器とのデータ入出力のための入出力装置６６とを備える。
【００２４】
画像処理装置６０とスーパーインポーズ装置６２は、測量機１１０の内部に取り付けられ、タッチパネルディスプレイ６４は、水平回転部４２の下部背面に取り付けられる。タッチパネルディスプレイ６４は、各カメラ光学系４７、８９により撮像された画像を表示するだけでなく、広角カメラ光学系又は視準カメラ光学系の視準軸（光軸）Ｏ１、Ｏの方向を示すレクチル線（十字線）９２、各種のコマンドを入力するためのアイコン、データを入力するためのテンキー、測距部４８や測角部５０、５２で得た測定結果等もスーパーインポーズ装置６２により重ねて表示できるようになっている。
【００２５】
もちろん、タッチパネルディスプレイパネル６４の代わりに、普通の液晶ディスプレイ等の表示装置と、種々のコマンドやデータ入力のためのキーボードとを別体にして備え、測定点指定手段としては、カーソル移動キー、マウス、トラックボール、ジョイスティック等を用いてもよい。また、本実施例の測量機１１０は、測距部４８と測角部５０、５２を有し、トータルステーションと同じ機能を有しているが、ターゲットの大きさは既知であるから、測角部５０，５２を有していれば、広角カメラ光学系８９で撮像されたターゲット像の大きさに基づいて距離を求めているので、必ずしもトータルステーションと同じ機能を必要とするものではない。
【００２６】
広角カメラ光学系８９は、広角レンズ８７と広角ＣＣＤカメラ素子８８からなり、広角カメラ光学系８９の光軸Ｏ１は、視準カメラ光学系４７の視準軸Ｏに平行に構成されている。また、広角ＣＣＤカメラ８９は、合焦レンズ１９’を含むズーム装置を備え、ターゲットの遠近を調整するズーム型自動焦点機構を備えている。もちろん、小型化や価格抑制等のためには、ズーム装置を省くことができ、又は、広角カメラ光学系８９そのものも省くこともでき、さらに、広角ＣＣＤカメラ素子８８の代わりに、その他の適当な撮像装置を用いてもよい。
【００２７】
視準カメラ光学系４７は、視準軸Ｏ上に、対物レンズ１１、反射プリズム７０、ダイクロイックミラー７２、ビームスプリッタ１２０、視準ＣＣＤカメラ素子４５を設置している。また、視準カメラ光学系４７は、測距光を出射する赤外線ＬＥＤ等の発光素子７４と、この測距光を集光する集光レンズ７６と、集光された測距光を反射プリズム７０に向けて反射するダイクロイックミラー７８とで構成される測距部光学系を有し、この測距部光学系の光軸Ｏ２は、視準軸Ｏと共役の光学系で視準軸Ｏと同軸光学系とされる。さらに、視準カメラ光学系４７は、可視光で照明するＬＥＤ等の光源８０と、この照明光を集光する集光レンズ８２と、集光された照明光を反射プリズム７０に向けて反射するミラー８４とで構成される照明装置を有し、この照明装置の光軸Ｏ３は、視準軸Ｏと共役の光学系で視準軸Ｏと同軸光学系とされる。
【００２８】
さらに、視準カメラ光学系４７は、ターゲットで反射された測距光がダイクロイックミラー７２で反射して入射するフォトダイオード等の受光素子８６と、ターゲットで反射された照明光を２つに分けるビームスプリッタ１２０と、ビームスプリッタ１２０で２つに分けられた一方の照明光が合焦レンズ１９を経て、照明されたターゲット像を結像し、この結像をデジタル画像に変換する視準ＣＣＤカメラ素子４５と、他方の照明光の入射位置を認識する十字形ラインセンサ１２２とを備えている。もちろん、視準ＣＣＤカメラ素子４５の代わりに、その他の適当な撮像装置を用いてもよく、十字形ラインセンサ１２２の代わりに４分割センサ等の適宜センサを用いてもよい。
【００２９】
照明光としては赤外線レーザ光でもよいが、レーザ光では広角ＣＣＤカメラ素子８８の視野全体を照明しにくいので、本実施例では、視野全体に照明光が広がり易いように、ＬＥＤ等の光源８０による可視光の照明光を出射する照明装置を備えた。このため、屋内の暗所で測定した場合には、ターゲットで反射された照明光を作業員が視認し易く便利である。また、本実施例では、光源８０をＣＰＵ５８からのＯＮ／ＯＦＦ切り換え指令により点滅可能にしている。もちろん、適当な変調回路により光源８０を点滅可能にしてもよい。光源８０を点滅させると、暗所で直接見るターゲットも、タッチパネルディスプレイ６４上のターゲット像も点滅するので、いっそうターゲットを視認し易く測定点の指定が容易になる。
【００３０】
さて、発光素子７４からの出射された測距光（ＬＥＤ又は赤外線レーザ光）は、集光レンズ７６、ダイクロイックミラー７８、反射プリズム７０、対物レンズ１１を経て、測定対象物のターゲットに向けて送光される。そして、ターゲットで反射された測距光は、今来た光路を逆進し、対物レンズ１１を透過して、ダイクロイックミラー７２で直角方向へ反射され、受光素子８６へ入射する。ターゲットまでの距離は、従来と同様に、発光素子７４から図示しない光ファイバーにより直接受光素子８６へ入射する参照光と、ターゲットで反射してから受光素子８６へ入射する測距光の位相差から算出される。
【００３１】
一方、光源８０から出射された照明光は、集光レンズ８２、ミラー８４、反射プリズム７０、対物レンズ１１を経て、測定対象物の測定点に設置されたターゲットに向けて送光される。そして、ターゲットで反射された照明光は、今来た光路を逆進し、対物レンズ１１とダイクロイックミラー７２とを透過して、ビームスプリッタ１２０により２つに分けられ、分割された光の一方は合焦レンズ１９を経て、照明されたターゲット像を結像するべく視準ＣＣＤカメラ素子４５へ入射して、この結像がデジタル画像に変換され、分割された光の他方は十字形ラインセンサ１２２に集光される。
【００３２】
ところで、本実施例では、測定点を視準カメラ光学系４７の視準軸Ｏ上に位置させるための自動視準装置６９として、視準ＣＣＤカメラ素子４５、ＣＰＵ５８、画像処理装置６０、水平制御部５４、垂直制御部５６からなる第１の自動視準装置と、十字形ラインセンサ１２２、ＣＰＵ５８、水平制御部５４、垂直制御部５６からなる第２の自動視準装置と、広角ＣＣＤカメラ素子８８、ＣＰＵ５８、画像処理装置６０、水平制御部５４、垂直制御部５６、図示しないズーム装置とからなる予備視準装置とを備えている。
【００３３】
まず、視準ＣＣＤカメラ素子４５を有する第１の自動視準装置について、図２及び図６に基づいてさらに詳細に説明する。視準ＣＣＤカメラ素子４５の受光部の中心は、視準カメラ光学系４７の視準軸Ｏと一致するようにされていて、視準軸Ｏに沿う光線が視準ＣＣＤカメラ素子４５の受光部の中心に入射するので、図６に示したように、タッチパネルディスプレイ６４上において、視準軸Ｏとターゲット像９０との水平方向偏差ｈと垂直方向偏差ｖは、視準軸Ｏとターゲット方向のなす角に対応する。そこで、両偏差ｈ、ｖをともに０とすることによりターゲットを自動視準することができる。
【００３４】
このため、視準ＣＣＤカメラ素子４５からの画像信号は、図示しない信号処理部（増幅器、波形整形器、Ａ／Ｄ変換器等）を経て、ＣＰＵ５８に入力される。ＣＰＵ５８は、画像処理装置６０に、視準ＣＣＤカメラ素子４５で得た画像から測定対象物の輪郭やターゲット像９０を弁別し、これらをタッチパネルディスプレイ６４上に表示させる。また、レチクル線９２も、タッチパネルディスプレイ６４の中心に表示され、レクチル線９２の交点は、視準軸Ｏと一致するようになっている。ここで、タッチパネルディスプレイ６４上の指定したいターゲット像９０にタッチペン６８で触れると、ＣＰＵ５８は、タッチペン６８で触れた点と視準軸Ｏとの間の水平方向偏差ｈと垂直方向偏差ｖとを求め、これら両偏差ｈ、ｖに応じた制御信号を夫々、水平制御部５４、垂直制御部５６に送る。すると、両制御部５４、５６は、両偏差ｈ、ｖに応じた制御信号により望遠鏡４６（水平回転部４２）を回転させ、タッチペン６８で触れた点、すなわち指定したターゲット像９０を視準軸Ｏ上に移動させる。こうして、ターゲット像９０が視準軸Ｏ付近に移動すると、ＣＰＵ５８は、指定されたターゲット像９０を認識し、その後は、ターゲット像９０と視準軸Ｏとの間の水平方向偏差ｈと垂直方向偏差ｖとを求め、これら両偏差ｈ、ｖに応じた制御信号を夫々、水平制御部５４、垂直制御部５６に送って自動視準を行う。
【００３５】
次に、十字形ラインセンサ１２２を有する第２の自動視準装置について、図２及び図４に基づいて説明する。十字形ラインセンサ１２２は、図４に示したように、２本のラインセンサ１２３、１２４を十字形に組み合わせたもので、その中心１２５を視準カメラ光学系の視準軸Ｏに沿う光線が入射する位置と一致させておく。両ラインセンサ１２３、１２４からの出力信号は、図示しない信号処理部（増幅器、波形整形器、Ａ／Ｄ変換器等）を経て、ＣＰＵ５８に入力される。ＣＰＵ５８は、両ラインセンサ１２３，１２４の各受光部分１２６、１２７夫々の中点１２８、１２９を求めることにより、十字形ラインセンサ１２２の中心１２５に対する光源８０の反射光の照射スポット１３０の中心１３１の水平方向偏差ｈ１と垂直方向偏差ｖ１を求める。両偏差ｈ１、ｖ１は、視準軸Ｏとターゲット方向のなす角に対応するので、ＣＰＵは、両偏差ｈ１、ｖ１に応じた制御信号を夫々、水平制御部５４、垂直制御部５６に送り、両偏差ｈ１、ｖ１をともに０とするように望遠鏡を回転させることにより、ターゲットを自動視準する。この第２の自動視準装置には、十字形ラインセンサ１２２以外にも、４分割光センサ等、従来用いられていた適宜センサを用いることができる。
【００３６】
次に広角ＣＣＤカメラ素子８８を有する予備視準装置について、図２に基づいて説明する。広角ＣＣＤカメラ素子８８の受光部の中心は、広角カメラ光学系８９の視準軸Ｏ１と一致するようにされていて、その視準軸Ｏ１に沿う光線が広角ＣＣＤカメラ素子８８の受光部の中心に入射するので、広角ＣＣＤカメラ素子８８で得た画像も、前述の視準ＣＣＤカメラ素子４５で得た画像と同様に処理して自動的に視準を行うことができる。ただし、広角カメラ光学系８９の視準軸Ｏ１は、視準カメラ光学系８９の視準軸Ｏと平行に距離ｄだけずれているうえ低倍率であるので、予備視準装置は最初に望遠鏡４６を略ターゲット付近に向ける予備視準のために用いられ、最終的には視準ＣＣＤカメラ素子４５を含む第１の自動視準装置、又は十字形ラインセンサ１２２を含む第２の自動視準装置を用いて高精度に自動視準する。
【００３７】
前述の第２の自動視準装置は主に屋外で測定するときに用いられ、前述の第１の自動視準装置は主に屋内の暗所で測定するときに用いられる。この理由は、第１の自動視準装置は、日中に屋外で測定すると、自然光の強い外乱を受けて測定ミスが出やすが、第２の自動視準装置は外乱に強いからである。
【００３８】
大型構造物の各測定点の位置を計測するには、次のような方法をとる。図５に示したように、大型構造物である測定対象物１００は、自然光の外乱を避けるため、計測室１０２内の暗所に設置され、多数の測定点に夫々ターゲット（反射プリズムシートに十字線を設けたもの）１０４を取り付ける。計測室１０２の床１０６等には、基準点を示すためのターゲット１０８と、各ターゲット１０４、１０８の位置を測定するための測量機１１０が設置される。
【００３９】
最初に、１台の測量機１１０のみを使用する測定方法を説明する。まず、測量機１１０を所定位置に設置し、測量機１１０のメインスイッチをＯＮとして、図６に示したように、広角カメラ光学系８９により得られた測定対象物１００の像とレクチル線９２をタッチパネルディスプレイ６４上に表示させる。この際、光源８０を点灯させるとともに点滅させると、ターゲット１０４、１０８は光が来た方向のみに光を反射するので、タッチパネルディスプレイ６４上でターゲット像９０が特に明るく表示されるとともに点滅するので、作業者はターゲット像９０が視認し易くなり、これ以後の測定作業容易にしている。また、画像処理装置６０もターゲット像９０を認識し易く、画像処理も容易になる。
【００４０】
次に、タッチパネルディスプレイ６４上に表示されたターゲット像（測定点又は基準点）９０にタッチペンで触れて、測定するターゲット１０４、１０８を指定する。すると、予備視準装置が働いて、図７に示したように、タッチパネルディスプレイ６４上で視準軸Ｏを示すレクチル線９２の中心と指定したターゲット像９０が一致するまで、望遠鏡４６を回転させ、指定したターゲット像９０を画面中央に移動させていく。
【００４１】
こうして、指定したターゲット１０４又は１０８が略視準されると、さらに正確に視準するために、広角カメラ光学系８９から視準カメラ光学系４７にプログラムで自動的に切り換え、図８に示したように、タッチパネルディスプレイ６４にターゲット像９０とレクチル線９２を表示する。ここで、ターゲット１０４又は１０８が第１又は第２の自動視準装置により正確に自動視準されると、自動的に距離測定を行うとともに、水平角及び垂直角も測定する。このさい、これらの測定値は、指定された座標系上の座標に変換され、図示しない適当な記録媒体にも記録される。
【００４２】
前述の測定方法の手順を図９のフローチャートと、図１０−図１７に示したタッチパネルディスプレイ６４に表示された画像に基づいて、さらに詳細に説明する。ただし、以下の図面では、説明を簡単にするため、タッチパネルディスプレイ６４上には、ターゲット１０４の像９０と視準方向を示すレクチル線９２のみを示す。
【００４３】
まず、測量機１１０を所定位置に設置し、測量機１１０の図示しないメインスイッチをＯＮとして、ステップＳ０に進み、図１０に示したように、広角カメラ光学系８９を最も広角として測定対象物１００（図示省略）とターゲット像９０と画像上のレクチル線９２をタッチパネルディスプレイ６４に表示させる。このとき、図示しないオートフォーカス制御装置により、合焦レンズ１９’の位置を調整してターゲット１０４、１０８に焦点が合わせられる。また、レクチル線９２の中心は、望遠鏡４６を上下左右に回転させても、広角カメラ光学系８９又は視準カメラ光学系４７の視準軸Ｏを常に示している。このため、以下、レクチル線の中心にも符号Ｏを付す。
【００４４】
次に、ステップＳ１に進み、タッチパネルディスプレイ６４に表示された測定点に位置するターゲット像９０にタッチペン６８で触れることにより、測定しようとするターゲット１０４、１０８を指定する。もし、測定しようとするターゲット１０４、１０８がタッチパネルディスプレイ６４上に表示されていないときは、測定点がある方向に測量機１１０の望遠鏡４６を手動で向けて、測定点をタッチパネル６４上に表示するようにして、測定するターゲット１０４，１０８を指定する。尚、タッチパネルディスプレイ６４上の適当な点にタッチペン６８で触れると、後述するように、この点をタッチパネルディスプレイ６４の中心へ移動することができ、それまで表示されていなかった測定点をタッチパネルディスプレイ６４上に表示させることもできる。
【００４５】
測定するターゲット１０４、１０８を指定すると、ステップＳ２に進み、予備視準装置が働き、ＣＰＵ５８により、図１１に示したように、タッチペン６８で触れた点とレクチル線の中心Ｏとの水平偏差ｈと垂直偏差ｖ（ピクセル数で表す。）を検出する。次に、ステップＳ３に進み、両偏差ｈ，ｖを水平制御部５４と垂直制御部５６に送り、両制御部５４、５６を作動させ、両偏差ｘ、ｙがともに０となるように望遠鏡４６を回転させ、図１２に示したように、タッチペン６８で触れた点をタッチパネルディスプレイ６４の画面中央のレクチル線９２の中心Ｏに移動させる。これで、指定されたターゲット像９０は、略レクチル線９２の中心Ｏ上に移動するので、ＣＰＵ５８によって確実に認識される。
【００４６】
ところで、タッチペン６８でターゲット像９０の中心Ｏ’に正確に触れることは困難なため、図１２に示したように、ターゲット像９０の中心Ｏ’がレクチル線９２の中心Ｏに一致しないことがある。そこで、ステップＳ４に進み、予備視準装置は、さらに正確にターゲット像９０の中心Ｏ’とレクチル線の中心Ｏとを一致させるために、光源８０を点灯して照明光を出射し、ターゲット１０４の結像を受光し、ターゲット像９０の位置、すなわち、ターゲット像９０の中心Ｏ’とレクチル線９２の中心Ｏとの水平偏差ｈと垂直偏差ｖを検出する。両偏差ｈ、ｖが求まると、光源８０を消灯する。それから、ステップＳ５に進み、両偏差ｈ、ｖを水平制御部５４と垂直制御部５６に送り、両制御部５４、５６を作動させ、両偏差ｈ、ｖがともに０となるように望遠鏡４６を回転させ、図１３に示したように、指定したターゲット像９０の中心をレクチル線９２の中心Ｏ上へ移動させ、暫定的な予備視準を行う。
【００４７】
この予備視準を終了すると、さらに正確に視準するため、ステップＳ６に進み、広角カメラ光学系８９を小幅ズームアップする。小幅にズームアップするのは、一度に最大倍率までズームさせると、視準誤差等によりターゲット１０４が視野から外れ、自動視準ができなくなる恐れがあるからである。広角カメラ光学系８９をズームアップすると、図１４に示したように、ターゲット像９０の中心Ｏ’とレクチル線９２の中心Ｏがわずかにずれていることが普通である。そこで、ステップＳ７に進み、ステップＳ４と同様に、光源８０を点灯して、再びターゲット像９０の位置を検出し、この後に光源８０を消灯する。そして、ステップＳ８に進んで、ステップＳ５と同様に両制御部５４、５６を作動させ、図１５に示したように、ターゲット像９０の中心Ｏ’をレクチル線９２の中心Ｏ上へ移動させる暫定的な予備視準を行う。
【００４８】
それから、ステップＳ９に進み、広角ＣＣＤカメラ素子８８が最大倍率になったか否かを調べる。広角ＣＣＤカメラ素子８８が、最大倍率に達していないときは、ステップＳ６に戻るが、最大倍率になっているときは、ステップＳ１０に進み、光源８０を点灯して、ターゲット１０４までの距離測定を行い、この後に光源８０を消灯する。この距離測定には、ターゲット１０４の大きさが既知であることを利用し、タッチパネルディスプレイ６４上のターゲット像９０の大きさから距離を算定する。
【００４９】
ターゲット１０４までの距離が求まると、ステップＳ１１に進み、この距離と、両カメラ光学系４７、８９の視準軸間の距離ｄとから、視準カメラ光学系４７の視準軸Ｏ上にターゲット１０４が位置するように、望遠鏡４６の向きの調整角を計算し、望遠鏡４６の向きを調整する。そして、さらに正確に視準するため、ステップＳ１２に進み、図１６に示したように、ターゲット像９０がレクチル線９２の中央のエリアに入った時、広角カメラ光学系８９から高倍率の視準カメラ光学系４７にプログラムで自動的に切り換え、合焦レンズ１９の位置を調整してターゲット１０４に焦点を合わせる。このときの視準カメラ光学系４７のフォーカス制御には、ステップＳ１０の距離計測で求めた距離を用いる。
【００５０】
次に、ステップＳ１３に進み、ステップＳ４と同様に、光源８０を点灯して、ターゲット像９０の位置を検出する。そして、ステップＳ１４に進み、ステップＳ５と同様に再び、両制御部５４、５６を作動させ、第１の自動視準装置により暫定的な自動視準を行う。次に、ステップＳ１５に進み、光源８０を消灯して、測距部（光波距離計）４８によりターゲット１０４までの正確な距離を求め、この距離を用いて、ターゲット１０４に正確にフォーカスを合わせる。それから、ステップＳ１６に進み、ステップＳ４と同様に、光源８０を点灯して、ターゲット像９０の位置を検出する。そして、ステップＳ１７に進み、ステップＳ５と同様に、両制御部５４、５６を作動させ、第１の自動視準装置により最終的な自動視準を行い、図１７に示したように、ターゲット像９０の中心Ｏ’をレクチル線の中心Ｏ上に正確に位置させる。
【００５１】
それから、ステップＳ１８に進み、ターゲット像９０の中心Ｏ’が正確にレクチル線９２の中心Ｏ上にあるか否か、すなわちターゲット像９０の中心Ｏ’とＯとの水平偏差ｈと垂直偏差ｖが所定範囲内（たとえば、両制御部５４、５６のサーボモータの制御精度以下）か否か調べる。両偏差ｈ、ｖがともに所定範囲内のときは、ステップＳ１９に進んで、光源８０を消灯して、測距部（光波距離計）４８によりターゲット１０４までの距離を求め、同時に水平測角部５０と垂直測角部５２により望遠鏡４６の水平角と垂直角を求める。これらの角度は、光学式エンコーダによって求められる。座標系が指定してあれば、これらの距離と角度（極座標）を指定された座標系（例えば、直交座標系）の座標に変換する。一方、ステップＳ１８において、両偏差ｈ、ｖがともに所定範囲外のときは、ステップＳ１６に戻る。
【００５２】
前述した測定においては、光源８０は、ステップＳ４、Ｓ７、Ｓ１３、Ｓ１６で測定点の位置を検出するときと、ステップＳ１０で距離算出するときにのみ点灯するだけで、測距部４８で距離を測定するステップＳ１５、Ｓ１９では必ず消灯しているので、光源８０による照明光が距離測定に誤差を与えることがない。このように、光源８０が必要時に短時間のみ点灯されるので、省電力の測量機が得られる。
【００５３】
こうして、１つの測定点又は基準点の測定を完了すると、再び、広角カメラ光学系８９に切り換えられ、図６に示したような画像が表示されるので、次に測定したいターゲット像９０をタッチペン６８で指定する。以下同様に、順次ターゲット１０４、１０８の位置を計測していく。
【００５４】
一方、図示しない自動計測スイッチをＯＮとすると、ＣＰＵ５８は、測定対象物１００に取り付けられたターゲット１０４と、基準点を示すターゲット１０８を端から端まで自動的に順番に指定していき、前述の測定を全部自動的に行うようになっている。この場合は、予め測定点及び基準点の座標を計測制御機６５等の外部機器から入力しておくことにより、効率的に自動測定できるようにしている。
【００５５】
こうして、１個所で前述の測定を終了すると、測量機１１０を次の個所へ移動させ、前述のように、ターゲット１０４、１０８を端から端まで測定していき、このような測定を予定した個所全部で行う。こうして、すべての予定個所での測定を終了した後に、この測定結果をタッチパネルディスプレイ６４に表示するとともに、図示しない適当な記録媒体に記録して測定を終了する。
【００５６】
以上は、１台の測量機のみで計測する方法を説明したが、通常は、計測室１０２の床１０６には複数の測量機１１０を設置し、これらの測量機１１０と観測室１１２内に設置されたディスプレイ（画像表示装置）を備えた計測制御機（パーソナルコンピュータ）６５との間を電源ケーブル１１６と映像ケーブル１１７と通信ケーブル１１８で接続して、各測量機１１０を計測制御機６５により遠隔操作するとともに、各測量機１１０で得た映像や測定結果は直ちに計測制御機６５に送って、能率的に測定できるようにしている。もちろん、計測制御機６５をもっと離れた事務所等に設置し、適当な通信装置（電話、携帯電話、無線機等）を介して、各測量機１１０と計測制御機６５とを接続してもよい。
【００５７】
このような測量機１１０を遠隔操作する場合、１つの測量機１１０に計測制御機６５から計測開始指令を送ると、この測量機１１０のメインスイッチがＯＮとなり、この測量機１１０は、広角ＣＣＤカメラ素子８８により得られた測定対象物１００の映像を計測制御機６５に送ってくるので、計測制御機６５のディスプレイに測定対象物１００の像が表示される。計測制御機６５は、測量機１１０と同じ計測制御プログラムを内蔵しているから、後は前述した測量機１１０で行った方法と同様にして、ターゲット１０４、１０８を端から端まで測定していく。この測量機１１０での全ての測定を終了すると、この測量機１１０のメインスイッチをＯＦＦとし、次の測量機１１０に計測開始指令を送り、以下、同様にして、全ての測量機１１０での測定を行う。全ての測量機１１０での測定を終了すると、計測制御機６５は、この測定結果をディスプレイに表示するとともに、適当な記録媒体に測定結果を記録し、必要により測定結果を印字して計測を終了する。
【００５８】
屋外で測定する場合は、視準ＣＣＤカメラ素子４５で得た画像から自動視準すると、自然光の強い外乱等により誤視準を起こし易いので、ＣＰＵ５８は、視準ＣＣＤカメラ素子４５又は広角ＣＣＤカメラ素子８８で得た背景の明るさが所定値以上のときは、視準ＣＣＤカメラ素子４５により背景明るさを判断して、プログラムにより自動的に十字型ラインセンサ１２２を用いる第２の自動視準に切り替えるようになっている。この場合でも、計測制御機６５のディスプレイ又は測量機１１０のタッチパネルディスプレイ６４上で、広角ＣＣＤカメラ素子８８で得た広い視野の画像からターゲット像９０を指定するだけで、自動視準がなされるようになっている。
次に、測量機１１０を用いて推進工法における測量を行うに際しては、まず、図３仮想線で示すように、前記した測量機１１０の頂部に、一対の反射プリズム３２，３３を備えたプリズムユニット３１（図３仮想線参照）を取着した測量機１１０Ａを複数台用意する。
【００５９】
即ち、測量機１１０の柱部４４の上部側には取っ手３０が設けられており、この取っ手３０にプリズムユニット３１がねじ締結などの固定手段（図示せず）によって固定されている。
【００６０】
プリズムユニット３１は、矩形状の枠体３１ａ内に上下一対の反射プリズム３２，３３が一体化されたもので、反射プリズム３２，３３のそれぞれの光軸が望遠鏡４６の視準軸と平行で、各反射プリズム３２、３３の光線の入射面が１８０°異なる方向となるように配置されている。例えば、上方の反射プリズム３２は、光線の入射面が前方（望遠鏡の対物レンズ１１配置側）を向くように配置され、下方の反射プリズム３３は、光線の入射面が後方（望遠鏡の対物レンズ１１配置側と反対側）を向くように配置されている。
【００６１】
そして各反射プリズム３２、３３の浮上点が測量機１１０の鉛直軸（垂直軸）の中心線上になるように各反射プリズム３２、３３の位置関係が設定されている。すなわち、各反射プリズム３２、３３の浮上点を鉛直軸の中心線上に一致させておくことで、各反射プリズム３２、３３が正対されていなくても誤差なく測角値が測定できるようになっている。ただし、測距値は、プリズム定数を加えることにより、正確に測定できる。
【００６２】
なお、プリズムユニット３１としては、反射プリズム３２、３３のうち一方の反射プリズムのみで構成することもできるが、反射プリズムを反射ターゲットとして用いる場合には、反射プリズムを単独で、または反射プリズムを一体化した測量機を所定の方向に回転させる必要がある。
【００６３】
さらに、前記した複数台の測量機１１０Ａの他に、図１８に示すように、計測制御機６５と映像切替機３８をそれぞれ１台用意し、電源ケーブル１１６と映像ケーブル１１７及び通信ケーブル１１８を含むケーブル１２０を介して各測量機１１０Ａを接続するとともに、各測量機１１０Ａと計測制御機６５および映像切替機３８を接続する。そして計測制御機６５と映像切替機３８を立坑２０から離れた位置に配置する。
【００６４】
次に、推進工法における測量方法を図１９にしたがって説明する。本実施例においては、立坑２０に隣接して掘削されたトンネル２１内に複数本の管体２２が埋設され、先端側の管体２２の先端部に地盤を掘削する先導体２３が配置されているときの測量方法について説明する。
【００６５】
まず、測量を開始するに先立って、先導体２３の後端部に反射プリズム３３Ａを後方に向けて設置するとともに、立坑２０内に基準ターゲット２４を設置し、さらに第１のトータルステーションＴ１Ａとしての測量機１１０Ａを立坑２０内に設置する。さらにトータルステーションＴ１Ａと反射プリズム３３Ａとの間には、トータルステーションＴ１Ａから視準できるように、第２のトータルステーションＴ２Ａとしての測量機１１０Ａを設置する。さらに第２のトータルステーションＴ２Ａおよび反射プリズム３３Ａを視準できるように、第３のトータルステーションＴ３Ａとしての測量機１１０Ａを設置する。
【００６６】
次に、作業員の遠隔操作により、計測制御機６５から各トータルステーションＴ１Ａ〜Ｔ３Ａに対して、測量を行うための指令が送信されると、まず、トータルステーションＴ１Ａにおいて、基準ターゲット２４とトータルステーションＴ２Ａのプリズムユニット３１（後方を向く反射プリズム３３）をそれぞれ自動視準する処理が実行される。この場合、第１の自動視準装置または第２の自動視準装置を用いて、前述したステップＳ１２からステップＳ１８（図９参照）までの処理を行い、基準ターゲット２４またはトータルステーションＴ２Ａの反射プリズム３３を自動的に視準する。自動視準が行われたあとは、照明用光源（照明装置）を消灯し、発光素子７４からの測距光を基準ターゲット２４またはトータルステーションＴ２Ａの反射プリズム３３に向けて照射し、測距部４８、垂直測角部５２、水平測角部５０の処理により測距・測角を行い、トータルステーションＴ１Ａと基準ターゲット２４とを結ぶ直線と、トータルステーションＴ１ＡとトータルステーションＴ２Ａ（の反射プリズム３３）とを結ぶ直線との間の水平挟角αを算出するとともに、トータルステーションＴ１ＡからトータルステーションＴ２Ａ（の反射プリズム３３）までの距離Ｓを算出する。
【００６７】
次に、トータルステーションＴ２Ａにおいて、トータルステーションＴ１Ａのプリズムユニット３１（の前方を向く反射プリズム３２）とトータルステーションＴ３Ａのプリズムユニット３１（の後方を向く反射プリズム３３）をそれぞれ自動視準する。この場合も、第１の自動視準装置または第２の自動視準装置を用いて、前述したステップＳ１２からＳ１８までの処理を行って自動視準を行う。自動視準が行われたあとは、測距部４８、垂直測角部５２、水平測角部５０の処理により測距・測角を行い、トータルステーションＴ２ＡとトータルステーションＴ１Ａとを結ぶ直線と、トータルステーションＴ２ＡとトータルステーションＴ３Ａとを結ぶ直線との間の水平挟角α１を算出するとともに、トータルステーションＴ２ＡとトータルステーションＴ３Ａとを結ぶ距離Ｓ１を算出する。
【００６８】
次に、トータルステーションＴ３Ａにおいて、トータルステーションＴ２Ａのプリズムユニット３１（の前方を向く反射プリズム３２）と先導体２３の反射プリズム３３Ａをそれぞれ自動視準する。この場合も、第１の自動視準装置または第２の自動視準装置を用いて、前述したステップＳ１２〜ステップＳ１８までの処理を行ってプリズムユニット３１を自動的に視準する。そして自動視準が行われたあとは、トータルステーションＴ２Ａのプリズムユニット３１（の前方を向く反射プリズム３２）に対する測距・測角を行うとともに、先導体２３の反射プリズム３３Ａに対する測距・測角を行い、トータルステーションＴ３ＡとトータルステーションＴ２Ａとを結ぶ直線と、トータルステーションＴ３Ａと先導体２３の反射プリズム３３Ａとを結ぶ直線との間の水平挟角α２を算出するとともに、トータルステーションＴ３Ａと先導体２３の反射プリズム３３Ａまでの距離Ｓ２を算出する。
【００６９】
各トータルステーションＴ１Ａ、Ｔ２Ａ、Ｔ３Ａで算出された測量結果は、ケーブル１２０を介して映像切替機３８と計測制御機６５に伝送される。そして作業者の操作により、計測制御機６５によって各トータルステーションＴ１Ａ〜Ｔ３Ａからの映像を切替えるための操作が行われると、映像切替機３８によって指定したトータルステーションからの映像に切替えられ、切替えられた画像が計測制御機６５の画面上に順次表示される。さらに、各トータルステーションの測量結果も計測制御機６５のディスプレイ上に表示される。
【００７０】
このように、本実施例においては、各トータルステーションＴ１Ａ〜Ｔ３Ａと計測制御機６５との間で情報の授受が行われるようになっているため、測量結果にエラーが発生した場合、例えば、トータルステーションＴ１ＡとＴ２Ａの中間地点を視準したり、目標の反射プリズムとは異なる他の反射プリズムを視準した場合には、各トータルステーションＴ１Ａ〜Ｔ３Ａによって得られた画像を映像切替機３８で切替えることによって、各トータルステーションＴ１Ａ〜Ｔ３Ａによって撮像された画像が計測制御機６５のディスプレイ上に順番に表示されるため、エラーの発生したトータルステーションを特定することができる。
【００７１】
例えば、エラーの発生したトータルステーションを特定するために、トータルステーションによって撮像された画像を計測制御機６５のディスプレイ上に順次表示させているときに、画像中に複数の反射プリズムが映っているような場合があれば、この画像を撮像したトータルステーションでエラーが発生したと認識でき、さらに、この画像中に映っている複数の反射プリズムのうち、最も近距離にあると思われる目標とすべき反射プリズムをターゲットとして指定する操作を行う（最も近距離にあると思われる目標とすべき反射プリズムをターゲットとして指定した測距・測角を指示する）ことで、測量エラーの発生したトータルステーションにおいて、指定されたプリズムユニット３１をターゲットとする測量が自動的に開始される。このため、測量エラーが発生しても、計測制御機６５を操作することで、正確な測量を行うことができる。すなわち、測量エラーが発生したとても、狭い管体内に作業員が入って測量エラーの発生した測量機を直接操作することなく、測量エラーに対処することができる。
【００７２】
なお、前記実施例においては、立坑２０外の計測制御機６５からの指令に従って各トータルステーションを遠隔操作するものについて述べたが、計測制御機６５を立坑２０内に配置し、立坑２０内の計測制御機６５からの指令に従って各トータルステーションを遠隔制御したり、立坑２０内のトータルステーションを計測制御機６５の代わりに用い、立坑２０内のトータルステーションからの指令に従ってトンネル内のトータルステーションを遠隔操作することもできる。
【００７３】
また、前記した実施例では、望遠鏡の対物レンズ１１配置側を向く反射プリズム３２と望遠鏡の対物レンズ１１配置側と反対側を向く反射プリズム３３とが測量機１１０の頂部に取着固定された構造の測量機１１０Ａが用いられているが、前方を向く反射プリズム３２または後方を向く反射プリズム３３のいずれか一方だけを頂部に取着固定した構造の測量機１１０Ｂ（図示せず）であってもよい。ただし、反射プリズム３２（３３）一個だけを取着した測量機１１０Ｂを用いる場合は、測距光を出射する測量機に対し頂部の反射プリズム３２（３３）が正対するように測量機１１０Ｂ全体を回動させる必要があり、それだけ測量に時間がかかることはやむを得ない。
【００７４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に係る発明によれば、測量エラーが発生したときでも管体内に作業員が入ることなく、測量エラーに対応することができる。
【００７５】
請求項２に係る発明によれば、振動が生じても各トータルステーションを常に水平に維持することができる。
【００７６】
請求項３に係る発明によれば、撮像装置の撮像による画像を処理することで、測定点を望遠鏡の視準軸に自動的に一致させることができる。
【００７７】
請求項４に係る発明によれば、各トータルステーションの反射プリズムを反転することなく、各トータルステーション間で測距・測角を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である測量機全体のブロック図である。
【図２】前記測量機の光学系及び自動視準装置を説明する図である。
【図３】前記測量機の背面図である。
【図４】十字形ラインセンサを説明する図である。
【図５】測定対象物の各部位置を測定する方法を示す図である。
【図６】前記測量機の広角カメラ光学系で得た画像を示す図である。
【図７】前記測量機において、前記広角カメラ光学系で得た画像を用いて予備視準した後に、前記広角カメラ光学系で得た画像を示す図である。
【図８】前記測量機において、前記視準カメラ光学系で得た画像を用いて、自動視準した後に、前記視準カメラ光学系で得た画像を示す図である。
【図９】前記測量機で測定点の位置測定の手順を説明するフローチャートである。
【図１０】前記測量機の自動視準の開始前に、広角カメラ光学系で得た最も広角な画像を示す図である。
【図１１】図１０において、測定点のターゲットの中心のレクチル線の中心からの水平偏差及び垂直偏差を示す図である。
【図１２】前記広角カメラ光学系の最も広角な状態で、ターゲットを視準軸方向へ移動させていく途中を示す図である。
【図１３】前記広角カメラ光学系の最も広角な状態で、ターゲットの中心と視準軸を一致させた状態を示す図である。
【図１４】前記測量機の予備視準の途中において、前記広角カメラ光学系を小幅ズームアップした状態を示す図である。
【図１５】前記広角カメラ光学系を小幅ズームアップした状態で、ターゲットの中心と視準軸を一致させた状態を示す図である。
【図１６】視準カメラ光学系に切り換えた直後に前記視準カメラ光学系で捕らえた画像を示す図である。
【図１７】前記視準カメラ光学系で捕らえた画像で、ターゲットの中心と視準軸を一致させた状態を示す図である。
【図１８】複数の測量機と計測制御機および映像切換機の配置を説明するための構成図である。
【図１９】推進工法における測量方法を説明するための構成図である。
【符号の説明】
２０ 立坑
２１ トンネル
２２ 管体
２３ 先導体
２４ 基準ターゲット
３１ プリズムユニット
３２ 反射プリズム
３３ 反射プリズム
３３Ａ 反射プリズム
４０ 整準台（自動整準台）
４５ 視準ＣＣＤカメラ素子（撮像装置）
４６ 望遠鏡
４７ 視準カメラ光学系
４８ 測距部
６０ 画像処理装置
６４ タッチパネルディスプレイ（表示装置）
６５ 計測制御機
６８ タッチペン（測定点指定手段）
６９ 自動視準装置
８０ 光源（照明装置）
８８ 広角ＣＣＤカメラ素子（撮像装置）
８９ 広角カメラ光学系
９０ ターゲット像（測定点）
１１０、１１０Ａ 自動視準型トータルステーションである測量機
１０４ ターゲット（測定点）
１２２ 十字形ラインセンサ
Ｏ 視準軸
Ｔ１Ａ，Ｔ２Ａ，Ｔ３Ａ トータルステーション
Claims (4)
- 地盤を掘削する先導体に後続して、立坑から管体を順次挿入し、これら管体を前記先導体の掘削に合わせて順次推進させながら埋設するとともに、前記先導体と各管体の位置を測量するに際して、前記先導体に反射プリズムを設置するとともに、前記立坑内に基準ターゲットを設置し、前記管体のうち指定の管体内と前記立坑内に、望遠鏡で捉えた測定対象物を撮像する撮像装置と前記測定対象物に向けて照明光を照射する照明装置とを備えた自動視準型トータルステーションをそれぞれ設置するとともに、前記各トータルステーションに反射プリズムを設置し、さらに前記立坑外に前記各トータルステーションと情報の授受を行う計測制御機を設置し、前記立坑内のトータルステーションにおいて、前記計測制御機からの指令により、前記基準ターゲットと前記立坑に隣接して設置された管体内のトータルステーションの反射プリズムをそれぞれ視準して、前記立坑内のトータルステーションと前記基準ターゲットまたは前記反射プリズムとを結ぶ各直線の水平狭角および前記立坑内のトータルステーションと前記反射プリズムまでの距離を算出し、前記立坑に隣接して設置された管体から前記先導体に続いて設置された管体までの管体のうち指定の管体内のトータルステーションにおいては、前記計測制御機からの指令により、前方の反射プリズムと後方の反射プリズムをそれぞれ視準して、各トータルステーションと前方の反射プリズムまたは後方の反射プリズムとを結ぶ各直線の水平狭角および各トータルステーションと前方の反射プリズムまでの距離を算出し、前記各算出結果と前記各トータルステーションの撮像による画像をそれぞれ前記計測制御機に転送して、前記計測制御機に各トータルステーションの撮像による画像を表示することを特徴とする推進工法における測量方法。
- 請求項１に記載の推進工法における測量方法において、前記各トータルステーションは自動整準台で支持されていることを特徴とする推進工法における測量方法。
- 請求項１または２に記載の推進工法における測量方法において、前記各トータルステーションは、前記撮像装置の撮像による画像を処理して測定点を弁別し、弁別した測定点を前記望遠鏡の視準軸に自動的に一致させる自動視準を実行することを特徴とする推進工法における測量方法。
- 請求項１、２または３のうちいずれか１項に記載の推進工法における測量方法において、前記各トータルステーションに設置された反射プリズムは、前記各トータルステーションの鉛直軸の中心線上を浮上点とする一対のプリズムで構成され、前記一対のプリズムのそれぞれの光軸が望遠鏡の視準軸と平行で光線の入射方向が互いに１８０度異なる方向を向くように設置されたことを特徴とする推進工法における測量方法。
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070220 |
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| A521 | Written amendment |
Effective date: 20070419 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070516 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070913 |