(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トンネル坑内などの掘削断面に設置され、低照度条件下で撮像され、画像処理に用いられる掘削断面の内空計測用ターゲットにおいて、
前記掘削断面に下端側が埋設されるターゲット本体と、
前記ターゲット本体の視認可能な表面に設置され、所定の光を受光することで作動する受光センサと、
前記受光センサの作動により、所定時間発光する発光素子とを有することを特徴とする掘削断面の内空計測用ターゲット。
【請求項２】
前記ターゲット本体は、螺着固定される外筒と内筒とを備え、
前記外筒を前記掘削断面側に埋設するとともに、前記内筒側に前記受光センサと発光素子および前記発光素子の駆動制御回路と駆動電源とを配設したことを特徴とする請求項１記載の掘削断面の内空計測用ターゲット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、掘削断面の内空計測用ターゲットに関し、特に、トンネル坑内などの低照度条件下で撮像され、画像処理に用いられる掘削断面の内空計測用ターゲットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トンネルや地下発電所などの地下掘削工事では、建設予定地の地質は、土砂地山,強度の小さい軟岩,膨張性地山など、各種各様の種類があり、地山を掘削した断面は、掘削側に緩み出して、内空が経時的に変位する。
【０００３】
内空変位が大きい場合には、そのまま放置しておくと、掘削断面の崩壊などに繋がる恐れがあるので、支保工の変更などの対策を施す必要がある。そこで、トンネルなどの掘削工事では、内空変位を種々な方法により計測しており、その一種として、掘削面に沿って撮像可能な計測用ターゲットを設置し、これをＣＣＤカメラで撮像した後に、得られたデジタル情報に画像処理を施すことで内空変位を求める計測方法が提案されている。
【０００４】
このような計測方法に用いられる計測用ターゲットは、トンネル坑内など比較的照度が低い条件下で使用するので、明確に認識できることが非常に重要になる。
【０００５】
このため、従来は、反射板ターゲットを利用して、これをストロボ発光で光らせるようにするか、あるいは、外部照明装置を設置して、高照度条件を創り出し、ターゲットを明確に認識できるようにしていたが、このような計測用ターゲットには、以下に説明する技術的な課題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、ストロボ発光でターゲットを光らせる場合には、ターゲットは、元の大きさに比べて大きく認識され、また、均一に反射させることが困難なので、ねじれが発生して、元の形状と異なった形で認識されることが多く、計測精度が悪くなるという問題があった。
【０００７】
一方、外部照明装置を設置して、高照度条件を創り出す場合には、照明装置が大掛かりになり、計測自体が煩雑になるという欠点があった。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、測定精度の悪化と計測の煩雑化とを回避することができる掘削断面の内空計測用ターゲットを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、トンネル坑内などの掘削断面に設置され、低照度条件下で撮像され、画像処理に用いられる掘削断面の内空計測用ターゲットにおいて、前記掘削断面に下端側が埋設されるターゲット本体と、前記ターゲット本体の視認可能な表面に設置され、所定の光を受光することで作動する受光センサと、前記受光センサの作動により、所定時間発光する発光素子とで構成した。
【００１０】
このように構成した掘削断面の内空計測用ターゲットによれば、掘削断面に下端側が埋設されるターゲット本体と、ターゲット本体の視認可能な表面に設置され、所定の光を受光することで作動する受光センサと、受光センサの作動により、所定時間発光する発光素子とを有しているので、受光センサに光を当てることで、発光素子を所定時間だけ発光させることができ、この発光は、発光素子の自発光なので、ストロボ照明のように、変形が発生せず、また、大掛かりな外部照明も必要としない。
【００１１】
前記ターゲット本体は、螺着固定される外筒と内筒とを備え、前記外筒を前記掘削断面側に埋設するとともに、前記内筒側に前記受光センサと発光素子および前記発光素子の駆動制御回路と駆動電源とを配設することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１から図３は、本発明にかかる掘削断面の内空計測用ターゲットの一実施例を示している。
【００１３】
同図に示したターゲットは、ターゲット本体１０と、受光センサ１２と、発光素子１４とを有している。ターゲット本体１０は、外筒１０ａと、内筒１０ｂと、連結ナット１０ｃと、固定用ナット１０ｄと、密栓１０ｅとを備えている。
【００１４】
外筒１０ａは、一端が開口し、他端が閉塞した円筒状に形成されている。内筒１０ｂは、外筒１０ａ内に挿入可能な円筒状に形成されている。連結ナット１０ｃは、外筒１０ａの開口端外周に周設された螺子に螺着される。
【００１５】
固定ナット１０ｄは、内筒１０ｂの一端側外周に周説された螺子に螺着される。密栓１０ｅは、内筒１０ｂ内に、後述する制御回路部品や電池電源などを収納した後に、内筒１０ｂの開口端にＯリングなどのシール材を介装して、密着され、内部を液密状態で閉塞する。
【００１６】
このように構成したターゲット本体１０では、外筒１０ａの閉塞された側の端部が、掘削断面などの測定対象地山に埋設される。
【００１７】
そして、埋設された外筒１０ａ内に内筒１０ｂを挿入して、連結ナット１０ｃを外筒１０ａに螺着し、その後に、内筒１０ｂに螺着した固定ナット１０ｄの端面が、連結ナット１０ｃに当接するように移動させることで外筒１０ａと内筒１０ｂの連結固定が終了する。
【００１８】
受光センサ１２は、例えば、所定の光、例えば、赤外光を受光することで作動するＣｄＳセルやホトトランジスタなど構成され、外筒１０ａと内筒１０ｂとを連結固定した状態で視認可能な表面、すなわち、本実施例の場合には、内筒１０ｂの密栓１０ｅが装着された側の端部表面に配設されている。
【００１９】
発光素子１４は、例えば、赤外光を発光する発光ダイオードから構成され、内筒１０ｂの端部表面側にあって、受光センサ１２の側方に配置されている。本実施例の場合、受光センサ１２は、受光センサ１４の作動により、所定時間だけ発光するように構成されている。
【００２０】
図３は、このような発光をさせるための駆動制御回路１５の一例を示している。なお、この図に示した駆動制御回路１５は、ターゲット本体１０の内筒１０ｂ内に収納設置される。
【００２１】
同図に示した駆動制御回路は、受光センサ１２と発光素子１４とが直列接続され、発光素子１４の他端側には、タイマー回路１６と電源電池１８とが直列接続されている。
【００２２】
この場合のタイマー回路１６のＯＮ時間は、計測に必要な時間、例えば、５〜１０分程度に設定される。また、受光センサ１２は、その作動により電気的な接続状態を保つ自己保持回路２０が並列接続されるとともに、電源電池１８の負極側に接続されている。
【００２３】
電源電池１８には、例えば、リチウム電池を採用することができ、一日1時間程度の計測で発光ダイオードを1時間発光させたとしても、容量が２０００ｍＡｈのリチウム電池であれば、約90日の計測が可能になる。
【００２４】
以上のように構成された計測用ターゲットは、例えば、トンネルの掘削断面に沿って、所定の間隔を隔てて複数設置され、掘削断面の内空変位の計測に用いられる。
【００２５】
このような計測においては、画像処理の情報を得る際には、懐中電灯やストロボにより、受光センサ１２に光を照射する。
【００２６】
受光センサ１２に光が照射されると、受光センサ１２が作動状態になり、図３に示すように、自己保持回路２０を有しているので、光の照射がなくなっても受光センサ１２の作動状態は、そのまま維持される。
【００２７】
また、受光センサ１２が作動状態になると、タイマー回路１６を介して、電源電池１８の電力が発光素子１４に加えられ、これにより、発光素子１４が自己発光する。
【００２８】
このような発光素子１４の発光状態は、タイマー回路１６が作動状態にある間は継続され、設定された時間が経過してタイマー回路１６が非作動状態になると、発光素子１４の自己発光は消滅する。
【００２９】
従って、発光素子１４が発光している間にＣＣＤカメラにより撮像すると、画像処理に必要な情報が得られる。
【００３０】
さて、以上のように構成した計測用ターゲットによれば、、掘削断面に下端側が埋設されるターゲット本体１０と、ターゲット本体１０の視認可能な表面に設置され、所定の光を受光することで作動する受光センサ１２と、受光センサ１２の作動により、所定時間発光する発光素子１４とを有しているので、受光センサ１２に光を当てることで、発光素子１４を所定時間だけ発光させることができ、この発光は、発光素子１４の自発光なので、ストロボ照明のように、変形が発生せず、また、大掛かりな外部照明も必要としない。
【００３１】
従って、従来のこの種のターゲットのような測定精度が悪化することもなく、また、大型の照明装置の面倒な設置および撤去を必要としない。
【００３２】
また、本実施例で例示したように、発光素子１４に赤色発光の発光ダイオードを用いると、以下の効果も得られる。すなわち、赤色発光の発光ダイオードは、同心円上に発光するため、画像処理を行う場合に、重心点の算出が容易なり、その結果、内空測定などの計測精度がより一層向上する。
【００３３】
また、トンネル工事現場では、測距や切羽マーキングなどにヘリウム−ネオンガスで発光させる赤色レーザ光を用いることが多く、このような赤色発光のレーザ光を、内空変位の計測の基準点に採用すると、双方が赤色となるので、画像処理上好都合になる。
【００３４】
さらに、本実施例の計測用ターゲットは、ターゲット本体１０を分解して、撤去すれば、他の測定個所に転用することもできる。
【００３５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明にかかる掘削断面の内空計測用ターゲットによれば、測定精度の悪化と計測の煩雑化とを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる掘削断面の内空計測用ターゲットの一実施例を示す組立状態の外観図である。
【図２】図１の断面図である。
【図３】図１に示したターゲットの発光素子の駆動制御回路の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０          ターゲット本体
１０ａ        外筒
１０ｂ        内筒
１２          受光センサ
１４          発光素子
【図１】
0003719133.tif 000002
【図２】
0003719133.tif 000003
【図３】
0003719133.tif 000004