(57)【要約】【課題】本発明は、管路位置計測装置のＸ軸ベクトルと管路を進行する速度ベクトルの平行度を予め補正することにより、管路の位置を正しく検出することを目的とする。【解決手段】本発明による管路位置の検出方法は、第１、第２、第３工程を用いて平行度の誤差より、座標変換行列を作成し、管路位置計測装置(1)が出力する姿勢・方位角を座標変換行列を用いて変換し、姿勢・方位角の補正を行う方法である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
管路(2)内に設けられ姿勢方位角センサ(4)及び加速度計を有する管路位置計測装置(1)を用い、前記管路(2)の管路位置を検出する管路位置の検出方法において、
第１工程の初期姿勢角算出として、前記管路位置計測装置(1)を前記管路(2)内に設置して前記加速度計により初期姿勢角を算出し、
次に、第２工程のピッチ角誤差検出として、前記管路位置計測装置(1)の方位角を１８0度旋回させ、前記管路位置計測装置(1)のＸ軸ベクトルと前記管路(2)の方向ベクトルの平行度に誤差がある場合、前記１８０度の旋回によりピッチ角は第１工程のピッチ角の逆極性の値が出力され、前記１８０度旋回後に出力された値と旋回前に出力された値の和は、前記Ｘ軸のＹ軸回り平行度の２倍となり、
第３工程の方位角誤差検出として、前記管路位置計測装置(1)を前記管路(2)内に設置した後にロール角を１８０度旋回させ、前記管路位置計測装置(1)のＸ軸ベクトルと前記管路(2)の方向ベクトルが平行である場合、前記１８０度の旋回により方位角は０度であるため、前記１８０度旋回後に出力された値は前記Ｘ軸のＺ軸回り平行度の誤差として検出し、
第４工程として、前記第１から第３工程において求めた前記管路(2)と管路位置計測装置(1)の誤差より、座標変換行列を作成し、前記管路位置計測装置が出力する姿勢・方位角を前記座標変換行列を用いて変換し、前記姿勢・方位角の補正を行うことを特徴とする管路位置の検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、管路位置の検出方法に関し、特に、管路位置計測装置のＸ軸ベクトルと装置が管路を進行する際の速度方向ベクトルの平行度の誤差を予め補正することにより、姿勢・方位角旋回により生じる誤差を除去し、管路の位置を正しく検出するための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用いられていたこの種の管路位置の検出方法としては、特許文献等を示していないが、管路位置計測装置１は、ケーブル３によって引かれて移動し、管路２内を進行する管路位置計測装置１の出力する姿勢・方位角と、管路位置計測装置１が進行する際の速度を用いて管路の位置を計測していた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の管路位置の検出方法は、以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。
すなわち、管路位置計測装置が出力する姿勢・方位角のＸ軸ベクトルと、管路を進行する速度ベクトルとが、平行であることが必要であるが、この平行度に誤差があるため、正しい管路位置を検出することは不可能で、精度を上げることが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明による管路位置の検出方法は、管路内に設けられ姿勢方位角センサ及び加速度計を有する管路位置計測装置を用い、前記管路の管路位置を検出する管路位置の検出方法において、第１工程の初期姿勢角算出として、前記管路位置計測装置を前記管路内に設置して前記加速度計により初期姿勢角を算出し、次に、第２工程のピッチ角誤差検出として、前記管路位置計測装置の方位角を１８0度旋回させ、前記管路位置計測装置のＸ軸ベクトルと前記管路の方向ベクトルの平行度に誤差がある場合、前記１８０度の旋回によりピッチ角は第１工程のピッチ角の逆極性の値が出力され、前記１８０度旋回後に出力された値と旋回前に出力された値の和は、前記Ｘ軸のＹ軸回り平行度の２倍となり、第３工程の方位角誤差検出として、前記管路位置計測装置を前記管路内に設置した後にロール角を１８０度旋回させ、前記管路位置計測装置のＸ軸ベクトルと前記管路の方向ベクトルが平行である場合、前記１８０度の旋回により方位角は０度であるため、前記１８０度旋回後に出力された値は前記Ｘ軸のＺ軸回り平行度の誤差として検出し、第４工程として、前記第１から第３工程において求めた前記管路と管路位置計測装置の誤差より、座標変換行列を作成し、前記管路位置計測装置が出力する姿勢・方位角を前記座標変換行列を用いて変換し、前記姿勢・方位角の補正を行う方法である。
【発明の効果】
【０００５】
本発明による管路位置の検出方法は、以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、管路位置計測装置のＸ軸ベクトルと管路を進行する速度ベクトルの平行度の誤差を、座標変換行列を用いて補正しているため、高精度の位置検出が可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明は、管路位置計測装置のＸ軸ベクトルと管路を進行する速度ベクトルの平行度の誤差を予め補正することにより、姿勢・方位角旋回により生じる誤差を除去し、管路の位置を正しく検出するようにした管路位置の検出方法を提供することを目的とする。
【実施例】
【０００７】
以下、図面と共に本発明による管路位置の検出方法の好適な実施の形態について説明する。
図１及び図２は、本発明による管路位置の検出方法の全体構成を示す概念図であり、図１は管路位置計測装置１を用いて管路２の位置を計測する場合の基本構成を示している。
【０００８】
図１の構成においては、前記管路位置計測装置１を引くためのケーブル３のケーブル速度Ｖを、図２で示す姿勢方位角センサ４の出力を用いて二つのベクトルＶｘ，Ｖｚに分解し、このＶｘ，Ｖｚを積分することにより、管路２の位置を原点５からの相対位置として算出する。
尚、図１及び図２では、Ｘ−Ｚ平面の場合について示しているが、Ｘ−Ｙ平面についても同様に検出することができる。
【０００９】
次に、前記管路位置計測装置１のＸ軸ベクトルと前記管路２を進行する速度ベクトルの平行度を補正する手順を以下に示すものとする。
（第１工程の初期姿勢角算出）
まず、前記管路位置計測装置１を管路２内に設置し、この管路位置計測装置１に設けられている加速度計（図示せず）により、初期姿勢角を算出する。この時の方位は０である。
【００１０】
（図３の第２工程のピッチ角誤差の修正）
次に、図３に示すように、管路位置計測装置１の方位角を１８０度旋回させ、この管路位置計測装置１のＸ軸ベクトルと管路２の方向ベクトルに平行度の誤差がある場合、この１８０度の旋回によるピッチ角は、第１工程で計測したピッチ角の極性が逆の値で出力される。
従って、この１８０度旋回後に出力された値と旋回前に出力された値の和は、Ｘ軸のＹ軸回り平行度の誤差の２倍となる。
【００１１】
（図４の第３工程の方位角誤差の修正）
前述の第１工程と同様に、管路位置計測装置１を管路２内に設置した後、ロール角を１８０度旋回させる。
すなわち、ロール角を１８０度旋回させ、管路位置計測装置１のＸ軸ベクトルと管路２の方向ベクトルが平行である場合、この１８０度の旋回により方位角は０度となり、従って、この１８０度旋回後に出力された値は、Ｘ軸のＺ軸回り平行度の誤差となる。
【００１２】
（誤差の修正）
前述の第１〜第３工程の手順により求めた管路２と管路位置計測装置１の誤差より、座標変換行列を作成し、この管路位置計測装置１の出力する姿勢・方位をこの座標変換行列を用いて変換することにより、姿勢・方位角の補正を行う。
【００１３】
前述の方法は、計測された誤差を全て平行度の誤差として補正量を求めた一例であるが、この他の誤差としては、加速度計のバイアス誤差、ＳＦ誤差、ジャイロのバイアス誤差に起因するものも含まれるため、これらの各誤差を前述の平行度の誤差と併せて、周知のカルマンフィルタを用いて全体の誤差を推定して補正し、より一層、検出精度を上げるようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による管路位置の検出方法を示す説明図である。
【図２】図１の検出構成を具体的に示す説明図である。
【図３】本発明の第２工程を示す説明図である。
【図４】本発明の第３工程を示す説明図である。
【符号の説明】
【００１５】
１    管路位置計測装置
２    管路
３    ケーブル
４    姿勢方位角センサ
５    原点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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