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公開番号2024113323
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-22
出願番号2023018213
出願日2023-02-09
発明の名称変位計測用ターゲット及びトンネル坑内変位計測システム
出願人大成建設株式会社
代理人弁理士法人磯野国際特許商標事務所
主分類G01C 15/06 20060101AFI20240815BHJP(測定;試験)
要約【課題】変位計測用ターゲット及びトンネル坑内変位計測システムを提供する。
【解決手段】変位計測用ターゲット1は、サンプリングモアレカメラ20により撮影するものであり、表面に二次元格子状の模様Mが設けられた二次元格子パネル3と、二次元格子パネル3を計測対象に固定する固定具1Aと、を備えている。固定具1Aは、二次元格子パネル3と計測対象との距離を調整可能とする第一移動手段と、二次元格子パネル3をパネル面に直交する直交軸周りに回動可能とする第一回動手段と、二次元格子パネルをパネル面と平行な軸周りに回動可能する第二回動手段と、を備えている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
サンプリングモアレカメラにより撮影する変位計測用ターゲットであって、
表面に二次元格子状の模様が設けられた二次元格子パネルと、
前記二次元格子パネルを計測対象に固定する固定具と、を備え、
前記固定具は、
前記二次元格子パネルと前記計測対象との距離を調整可能とする第一移動手段と、
前記二次元格子パネルをパネル面に直交する直交軸周りに回動可能とする第一回動手段と、
前記二次元格子パネルをパネル面と平行な軸周りに回動可能する第二回動手段と、
を備えたことを特徴とする変位計測用ターゲット。
続きを表示（約 910 文字）【請求項２】
前記固定具は、
前記計測対象としてのトンネル坑内の壁面に埋め込まれたアンカーに取り付けられる長尺ロッドと、
前記長尺ロッドに一端部が取り付けられるとともに、前記二次元格子パネルに他端部が取り付けられ、前記長尺ロッドの軸方向にスライド移動可能に設けられた連結部材と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の変位計測用ターゲット。
【請求項３】
前記連結部材は、前記長尺ロッドの軸周りに回動可能であることを特徴とする請求項２に記載の変位計測用ターゲット。
【請求項４】
トンネル坑内の壁面に設置された変位計測用ターゲットと、
前記変位計測用ターゲットの表面に設けられた二次元格子状の模様を撮影するサンプリングモアレカメラと、
前記サンプリングモアレカメラで撮影した映像を表示する表示部を備えた管理端末装置と、
を備えたトンネル坑内変位計測システムであって、
前記変位計測用ターゲットは、トンネル坑内の壁面に、トンネルの軸方向に間隔をあけて複数配置され、
前記変位計測用ターゲットは、前記模様が設けられた二次元格子パネルと、前記二次元格子パネルをトンネル横断方向へ移動可能とする第一移動手段と、前記二次元格子パネルをパネル面に直交する直交軸周りに回動可能とする第一回動手段と、前記二次元格子パネルをパネル面と平行な軸周りに回動可能する第二回動手段と、を備え、
トンネルの軸方向に向けた前記サンプリングモアレカメラにより複数の前記変位計測用ターゲットを撮影し、
前記サンプリングモアレカメラにより撮影した映像に基づいて、複数の前記変位計測用ターゲットの前記二次元格子パネル同士の重なりを調整し、
前記表示部には、前記二次元格子パネルの数に対応して略四角形の計測枠が表示され、前記第一回動手段と前記第二回動手段とにより前記各二次元格子パネルの模様の配列方向の縦横と前記計測枠の外形線の縦横とが一致または平行となるように調整する、
ことを特徴とするトンネル坑内変位計測システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、変位計測用ターゲット及びトンネル坑内変位計測システムに関する。
続きを表示（約 4,000 文字）【背景技術】
【０００２】
格子状の模様を描いた変位計測用ターゲットをサンプリングモアレカメラで撮影し、その撮影データにより変位計測を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このような変位計測用ターゲットとサンプリングモアレカメラとを用いて、トンネル坑内の変位を計測する技術の開発が進められている。
従来は、図１０（ａ）（ｂ）に示すような寸切りボルト５０を用いてトンネル坑内の壁面Ｗ１に変位計測用ターゲット６０を設置していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－７６６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、変位計測を精度良く行うためには、サンプリングモアレカメラの画角の縦横の軸と変位計測用ターゲットの模様の縦横の軸が一致または平行となること、及び変位計測用ターゲットがサンプリングモアレカメラに正対するように設置することが望ましい。また、サンプリングカメラの画角内に電線や通信ケーブルといった障害物や作業機械等の障害物が入らないように、変位計測用ターゲットとサンプリングカメラを設置することが望ましい。
しかしながら、従来の変位計測用ターゲット６０は、上記設置条件を満たすように寸切りボルトの軸方向の位置調整や、模様の傾き及び向きを調整可能な構成とはなっていなかった。このため、図１１（ａ）（ｂ）に示すように、壁面Ｗ１に対する寸切りボルト５０の設置角度を予め決めてから固定する必要があり、設置に時間を要していた。また、設置後に、十分な角度調整を行うことも難しかった。
トンネル坑内にも、電線や通信ケーブルといった障害物や作業機械等の障害物が存在する。そのため、サンプリングモアレカメラの画角内に障害物が入らないように変位計測用ターゲットを設置する必要があり、事前に変位計測用ターゲットの設置位置を設計したうえで、角度等を決定しておくことが困難であった。
本発明は、前記した課題を解決し、位置調整が簡単であり、サンプリングモアレカメラによる計測精度を確保できる変位計測用ターゲット及びトンネル坑内変位計測システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、本発明の変位計測用ターゲットは、サンプリングモアレカメラにより撮影するものであり、表面に二次元格子状の模様が設けられた二次元格子パネルと、前記二次元格子パネルを計測対象に固定する固定具と、を備えている。前記固定具は、前記二次元格子パネルと前記計測対象との距離を調整可能とする第一移動手段と、前記二次元格子パネルをパネル面に直交する直交軸周りに回動可能とする第一回動手段と、前記二次元格子パネルをパネル面と平行な軸周りに回動可能とする第二回動手段と、を備えている。
本発明では、固定具の第一移動手段により所定位置に二次元格子パネルを位置調整できるとともに、第一回動手段及び第二回動手段によりサンプリングモアレカメラに対する二次元格子パネルの傾き及び向きを好適に調整できる。これにより、サンプリングモアレカメラとターゲットとの間の障害物を回避しつつ、サンプリングモアレカメラの画角内に適切な傾き及び向きで二次元格子パネルを映り込ませることができる。したがって、計測精度を確保できる。
【０００６】
また、前記固定具は、前記計測対象としてのトンネル坑内の壁面に埋め込まれたアンカーに取り付けられる長尺ロッドと、前記長尺ロッドに一端部が取り付けられるとともに、前記二次元格子パネルに他端部が取り付けられ、前記長尺ロッドの軸方向にスライド移動可能に設けられた連結部材と、を備えることが好ましい。
このように構成することで、変位計測用ターゲットの設置後に、二次元格子パネルの位置調整を迅速かつ簡便に行うことができるため、計測時の作業効率が向上する。
【０００７】
また、前記連結部材は、前記長尺ロッドの軸周りに回動可能であることが好ましい。
このように構成することで、サンプリングモアレカメラに対する二次元格子パネルの傾きを容易に調整でき、計測時の作業効率が向上する。
【０００８】
また、前記課題を解決するために、本発明のトンネル坑内変位計測システムは、トンネル坑内の壁面に設置された変位計測用ターゲットと、前記変位計測用ターゲットの表面に設けられた二次元格子状の模様を撮影するサンプリングモアレカメラと、前記サンプリングモアレカメラで撮影した映像を表示する表示部を備えた管理端末装置と、を備えている。前記変位計測用ターゲットは、トンネル坑内の壁面に、トンネルの軸方向に間隔をあけて複数配置されている。前記変位計測用ターゲットは、前記模様が設けられた二次元格子パネルと、前記二次元格子パネルをトンネル横断方向へ移動可能とする第一移動手段と、前記二次元格子パネルをパネル面に直交する直交軸周りに回動可能とする第一回動手段と、前記二次元格子パネルをパネル面と平行な軸周りに回動可能する第二回動手段と、を備えている。そして、トンネルの軸方向に向けた前記サンプリングモアレカメラにより複数の前記変位計測用ターゲットを撮影し、前記サンプリングモアレカメラにより撮影した映像に基づいて、複数の前記変位計測用ターゲットの前記二次元格子パネル同士の重なりを調整し、前記表示部には、前記二次元格子パネルの数に対応して略四角形の計測枠が表示され、前記第一回動手段と前記第二回動手段とにより前記各二次元格子パネルの模様の配列方向の縦横と前記計測枠の外形線の縦横とが一致または平行となるように調整することを特徴とする。
このトンネル坑内変位計測システムでは、トンネルの軸方向に間隔をあけて複数配置された変位計測用ターゲットをサンプリングモアレカメラで同時計測し、管理端末装置の表示部にその撮影した映像を表示できる。そして、計測時には、第一移動手段によりトンネル坑内の所定位置に二次元格子パネルを位置調整できるとともに、第一回動手段及び第二回動手段によりサンプリングモアレカメラに対する二次元格子パネルの傾き及び向きを調整できるので、表示部の略四角形の計測枠に、各二次元格子パネルの模様を好適に合わせることができる。これにより、サンプリングモアレカメラと各変位計測用ターゲットとの間の障害物を回避しつつ、表示部の計測枠に各二次元格子パネルが適切な傾き及び向きで、かつ各二次元格子パネル同士が干渉しない状態で映り込ませることができる。したがって、計測精度を確保できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る変位計測用ターゲット及びトンネル坑内変位計測システムによれば、位置調整が簡単であり、サンプリングモアレカメラによる計測精度を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
本発明の第１実施形態に係るトンネル坑内変位計測システムを示した概略説明図である。
本発明の第１実施形態に係る変位計測用ターゲットを背面側から見た斜視図である。
本発明の第１実施形態に係る変位計測用ターゲットを示した図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は背面図である。
本発明の第１実施形態に係る変位計測用ターゲット及びサンプリングモアレカメラのトンネル坑内における配置例を示した図であり、（ａ）はトンネル開口側の上方斜め後方から見た模式配置図、（ｂ）はトンネル開口側から見たトンネル横断方向における変位計測用ターゲットの模式配置図、（ｃ）はトンネル開口側から見たトンネル横断方向におけるサンプリングモアレカメラの模式配置図である。
本発明の第１実施形態に係る変位計測用ターゲットを撮影する際の位置合わせ方法を説明する図であり、（ａ）は二次元格子パネルの模様が鉛直及び水平方向に合致する場合の位置合わせを示した説明図、（ｂ）は二次元格子パネルの模様が鉛直及び水平方向に対して傾いている場合の位置合わせを示した説明図である。
本発明の第１実施形態に係る変位計測用ターゲットの設置調整を示した図であり、（ａ）は二次元格子パネルの傾き及び向きがサンプリングモアレカメラの画角に対応している場合の模様の模式図、（ｂ）は（ａ）の一部拡大図、（ｃ）はサンプリングモアレカメラの画角に対して二次元格子パネルが傾いている場合の模様の模式図、（ｄ）は（ｃ）の一部拡大図、（ｄ）はサンプリングモアレカメラの画角に対して二次元格子パネルの向きがずれている場合の模様の模式図である。
本発明の第１実施形態に係る変位計測用ターゲット及びサンプリングモアレカメラのトンネル坑内における配置例を示した模式平面図である。
本発明の第２実施形態に係るトンネル坑内変位計測システムを示した概略説明図である。
本発明の第２実施形態に係るトンネル坑内変位計測システムを示した説明図であり、管理表示装置に映し出された複数の変位計測用ターゲットの二次元格子パネルを示した説明図である。
従来の変位計測用ターゲットの設置例を示した図であり、（ａ）は背面図、（ｂ）は側面図である。
従来の変位計測用ターゲットの設置例を示した図であり、（ａ）はトンネル坑内の壁面に対して変位計測用ターゲットが傾いて設置された場合の設置図であり、（ｂ）はトンネル坑内の壁面に対して変位計測用ターゲットの向きがずれて設置された場合の設置図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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