JP2611103B2 - 相対位置自動測量装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基準点に対する移動点
の相対位置を自動的に測量する相対位置自動測量装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】移動体の位置を連続的に測定する光学的
装置として、たとえば、移動体にプリズムを取り付け、
基準点に設置された光波測距測角儀で測定するものがあ
る。この装置では、光波測距測角儀に移動体たるターゲ
ットを自動追尾する機能が設けられ、基準点に対する移
動体の相対位置が連続的に測定される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな装置では、基準点が移動する場合、すなわち、光波
測距測角儀自体が移動する場合、光波測距測角儀を整準
させなければならないという問題がある。

【０００４】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、基準点が移動した
場合でも、整準等の操作を行わずに移動体の相対位置を
測定することのできる相対位置自動測量装置を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために本発明は、基準点側がジャイロコンパスと、ロー
リング計と、ピッチング計を有し、基準点に対する移動
点の相対位置を自動測量する相対位置自動測量装置にお
いて、前記基準点と前記移動点との距離を測定する手段
と、前記基準点と前記移動点との水平角と高度角を測定
する手段と、前記水平角と前記ジャイロコンパスの測定
値との合成値、前記高度角と前記ピッチング計の測定値
の合成値のそれぞれを、前記ローリング計の測定値で補
正する手段と、前記基準点と前記移動点との距離と、補
正された水平角と、補正された高度角とを用いて、前記
基準点に対する前記移動点の相対位置を算出する手段
と、を具備する相対位置自動測量装置である。

【０００６】

【作用】本発明では、基準点と移動点との距離を測定
し、基準点と移動点との水平角と高度角を測定し、水平
角とジャイロコンパスの測定値との合成値、高度角とピ
ッチング計の測定値の合成値のそれぞれを、ローリング
計の測定値で補正し、基準点と移動点との距離と、補正
された水平角と、補正された高度角とを用いて、基準点
に対する前記移動点の相対位置を算出する。

【０００７】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。

【０００８】図１は、本発明の１実施例に係る相対位置
自動測量装置の斜視図である。図１において符号１は基
準点を表わし、符号３は、移動点を表わす。基準点１に
は、基体５が設けられ、基体５にジャイロコンパス７、
傾斜計９、ワイヤ式変位計１１が設けられる。ジャイロ
コンパス７は、基体５の真北Ｎからの水平角θｇを測定
する。傾斜計９は、基体５のピッチング角θｐを測定す
るピッチング計（図示せず）と、基体５のローリング角
θｒを測定するローリング計（図示せず）とを有する。
基体５の前面には、回動部１３が鉛直軸回りに回動可能
に設けられ、回動部１５が水平軸回りに回動可能に設け
られる。

【０００９】回動部１３、回動部１５はそれぞれ、溝１
７、１９を有しており、互いの溝が交わる位置にスリー
ブ２１が設けられる。このスリーブ２１は溝１７、１９
に沿って、回動部１３、回動部１５上を摺動する。スリ
ーブ２１の中央には孔２３が貫設され、この孔２３にワ
イヤ式変位計１１のワイヤ２５が通される。ワイヤ２５
の先端は移動点３に結合される。ワイヤ２５は、張られ
た状態にあり、ワイヤ式変位計１１は、このワイヤ２５
の長さを測定することにより、移動点３と基準点１との
距離を測定する。

【００１０】回動部１３の基体５に取り付けられる部分
に、角度検出器２７が設けられ、回動部１５の基体５に
取り付けられる部分に角度検出器２９が設けられる。角
度検出器２７、２９はたとえば、ロータリエンコーダ
や、ポテンショメータ等からなる。角度検出器２７は、
回動部１３の鉛直軸回りの回転量を示す仮の水平角θｈ
を測定し、角度検出器２９は、回動部１５の水平軸回り
の回転量を示す仮の高度角θｖを測定する。

【００１１】この相対位置自動測量装置においては、ワ
イヤ２５が張られた状態にあるので、移動点３が移動す
るとともに、スリーブ２１が移動する。スリーブ２１の
移動につれて、回動部１３が鉛直軸回りに回動し、回動
部１５が水平軸回りに回動する。そして、角度検出器２
７、２９により、仮の水平角θｈ、仮の高度角θｖが測
定される。また、ワイヤ式変位計１１により、基準点１
と移動点３との距離Ｌが測定される。

【００１２】このようにして測定された値を用いて、図
示しない演算装置が図３に示すフローチャートに従い演
算を行う。すなわち、角度検出器２７により測定された
仮の水平角θｈとジャイロコンパス７で測定された方位
角θｇを、傾斜計９で測定されたローリング角θｒで補
正して、 θH ＝θ g＋tan ^-1 (tanθｈ・cos θｒ）……（１） により、真の水平角θH を算出する（ステップ３０
１）。

【００１３】又、角度検出器２９により、仮の高度角θ
ｖが測定され、この仮の高度角θｖと、傾斜計９で測定
されたピッチング角θｐとの合成値を傾斜計９で測定さ
れたローリング角θｒで補正して、 θV ＝tan ^-1（tan （θｐ＋θｖ）・cos θｒ）……（２） により、真の方位角θV を算出する（ステップ３０
２）。

【００１４】このようにして、距離Ｌ、真の水平角θH
、真の高度角θV が算出されると、図２に示すよう
に、基準点Ａに対する移動点Ｂの座標が Ｂ（Ｌcos θV ・cos θH, Ｌcos θV ・sin θH, Ｌ
sin θv) として求められる（ステップ３０３）。

【００１５】本実施例では、基準点が移動した場合で
も、整準等の操作を行う必要がなく移動体の相対位置を
測定することができる。

【００１６】次に、この相対位置自動測量装置を用い
て、シールド機の位置を測定する例について説明する。
図４は、トンネル４１の平面模式図である。図４におい
て、４１はトンネル、４３はシールド機、４５は台車を
示す。シールド機４３にはシールド機４３の真北からの
水平角を測定するジャイロコンパス４７、シールド機４
３のピッチング角を測定する傾斜計４９、シールド機４
３のローリング角を測定する傾斜計５１が搭載される。

【００１７】台車４５には、本実施例に係る相対位置自
動測量装置が搭載される。すなわち、台車４５の水平角
（方位角）θｇを測定するジャイロコンパス７と、台車
４５の左右傾斜角θｒ（ローリング角）および台車４５
の前後傾斜角θｐ（ピッチング角）を測定する傾斜計９
が搭載される。また台車４５の移動距離Ｌ´を測定する
走行距離計５３ａ、５３ｂと、ワイヤ式変位計１１等が
搭載され、シールド機４３との間がワイヤ２５で結合さ
れる。

【００１８】シールド機４３の位置を測定するにあた
り、光波測距測角儀等で静止中の台車４５を測定して、
台車４５の位置を求める。台車４５の位置が測定される
と、静止中の台車４５を基準点として、本実施例に係る
相対位置自動測量装置を用いて、台車４５に対する掘進
中のシールド機４３の相対位置を測定する。この相対位
置自動測量装置により、台車４５に対するシールド機４
３の相対位置が測定されると、台車４５の位置が測定さ
れているので、シールド機４３の絶対位置が算定され
る。そして、シールド機４３に搭載されたジャイロコン
パス４７、傾斜計４９、５１等を用いてシールド機４３
の先端、後端等の各位置の座標を測定する。このような
手順を繰り返して連続的に、シールド機４３の位置を測
定する。

【００１９】後続台車４５が移動した場合には、次のよ
うにして移動後の台車４５の位置を算出する。台車４５
が地点Ａ０から地点Ａ１まで移動する場合、走行距離計
５３ａ、５３ｂの平均値により、地点Ａ０から地点Ａ１
までの距離Ｌ´を測定する。ジャイロコンパス７は、水
平角θｇを測定し、傾斜計９は、高度角θｐを測定す
る。このように、距離Ｌ´、水平角θｇ、高度角θｐが
測定されると、地点Ａ１の座標は、（Ｌ´cos θｐ・co
s θｇ， Ｌ´cos θｐ・sin θｇ， Ｌ´sin θｐ）
として求められる。このようにして、走行距離計５３
ａ、５３ｂ、ジャイロコンパス７、傾斜計９の値を用い
て、移動前の台車４５の位置Ａ０に対する移動後の台車
４５の位置Ａ１を算定することができる。移動後の台車
４５の位置が求められると、前述したのと同様に相対位
置自動測量装置を用いて、掘進中のシールド機４３の位
置を測定する。

【００２０】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、基準点が移動した場合でも整準等の操作を行わず
に移動体の相対位置を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の１実施例に係る相対位置自動測量装
置の斜視図

【図２】 基準点Ａに対する移動点Ｂの位置を示す図

【図３】 演算装置の処理を示すフローチャート

【図４】 トンネル４１の模式平面模式図

【符号の説明】

１………基準点 ３………移動点 ５………基体 ７………ジャイロコンパス ９………傾斜計 １１………ワイヤ式変位計 １３、１５………回動部 １７、１９………溝 ２１………スリーブ ２７、２９………角度検出器 ４１………トンネル ４３………シールド機 ４５………台車 ４７………ジャイロコンパス ４９………ピッチング計 ５１………ローリング計 ５３ａ、５３ｂ………走行距離計

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準点側がジャイロコンパスと、ローリ
   ング計と、ピッチング計を有し、基準点に対する移動点
   の相対位置を自動測量する相対位置自動測量装置におい
   て、 前記基準点と前記移動点との距離を測定する手段と、 前記基準点と前記移動点との水平角と高度角を測定する
   手段と、 前記水平角と前記ジャイロコンパスの測定値との合成
   値、前記高度角と前記ピッチング計の測定値の合成値の
   それぞれを、前記ローリング計の測定値で補正する手段
   と、 前記基準点と前記移動点との距離と、補正された水平角
   と、補正された高度角とを用いて、前記基準点に対する
   前記移動点の相対位置を算出する手段と、 を具備する相対位置自動測量装置。