(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光線による形状測定と写真測量とを用いるトンネル坑内の形状測定方法であって、
前記トンネル坑内を複数の測定区間に分けて前記各測定区間の内壁にターゲットを配置し、前記各測定区間内での前記写真測量において撮影される画像に含まれるように、前記ターゲットに対して光学的に区別可能なターゲットを配置し、
前記各測定区間においてスリット光による形状測定を行い、
前記各測定区間において前記トンネル坑内を角度を変えて撮影して前記光学的に区別可能なターゲットの像を含む複数の画像を撮影し、
撮影された前記画像に含まれる光学的に区別可能なターゲット像を共通基準点として前記各ターゲットの三次元座標を算出し、前記各ターゲットの三次元座標を用いて前記スリット光により形状測定した前記測定区間をつなぎ合わせてトンネル坑内の形状を得ることを特徴とする、トンネル坑内の形状測定方法。
【請求項２】
前記ターゲットは、前記トンネル軸方向に並設され前記トンネル周方向に連なった複数のターゲット列を構成するように配置されており、前記ターゲット列は、前記光学的に区別可能なターゲットから構成されたターゲット列を少なくとも１列含む、請求項１に記載のトンネル坑内の形状測定方法。
【請求項３】
前記光学的に区別可能なターゲットは、波長、反射パターン、形状のいずれか１つまたはこれらの組み合わせにより光学的に区別可能とされている、請求項１または２に記載のトンネル坑内の形状測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トンネル坑内の形状測定方法に関し、より詳細にはスリット光による形状測定と写真測量とを併用してトンネル全体の形状測定を行う方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、物体の形状を測定するために数多くの形状測定方法が用いられている。例えば、測定対象である三次元形状の被測定物体に非接触で光学的に計測する方法としては、ステレオ法、スポット光投影法、スリット光投影法、符号化法などが用いられている。上述したスリット光投影法や符号化法を用いる装置では、スリットを通して照射されたスリット光により被測定物体の詳細な表面形状測定が行われている。例えば、特開平５−３３２７３７号公報に開示の形状計測装置によれば、スリット光を所定規則に従って点滅させながら、被測定物体に照射して走査する際、画像データをＣＣＤカメラにより撮像し、ＣＣＤカメラから記憶装置に転送して蓄積できるようになっている。また、スリット光の点滅規則を走査毎に変更して複数の画像データを蓄積しておき、蓄積された画像データと、スリット光の走査速度と、点滅のタイミングとを用いてスリット光の偏向角情報を与えることができるようになっている。さらに、画像における各画素の偏向角情報と、各画素の位置とを用いて、三角測量の原理に基づき各画素に対応する被測定物体上の点の座標を得ることにより、被測定物体の形状が測定できるようにされている。
【０００３】
また、自然環境調査、自然災害調査、交通事故調査といった野外調査において、撮影した写真から被写体の位置を測量するために写真測量が多用されており、近年では、トンネル坑内における測量も行われている。このトンネル坑内の測量は、トンネル掘削時ばかりではなく、トンネルが周囲の地山からの土圧を絶えず受けることによるトンネル坑内の変位を測定するための変位計測の際にも行われている。トンネル坑内といった構造体の内部における写真測量は、写真撮影時のフラッシュによる光線を反射する複数のターゲットを壁面に貼付け、さまざまな角度から上述したターゲットを含む複数の写真を撮影することにより行われる。その後、撮影された画像をパーソナル・コンピュータといった処理手段に取り込んで、連続画像として合成し、撮影された画像におけるターゲットの像を基準として用い、各ターゲットの座標を特定する。上述のようにして得られた各ターゲットの座標からトンネル坑内などの内壁における写真測量が可能となる。
【０００４】
しかしながら、トンネル坑内といった構造体の内部を写真撮影する場合、野外調査における写真撮影とは異なり、トンネル坑内といった構造体の内部は、どの角度から撮影したとしても背景がトンネル坑内の内壁となる。このため、よほど明確な目印がトンネル坑内の内壁にない場合、上述したように撮影された写真から互いに隣接するターゲットを判別する際の基準点が困難となる。また、トンネル坑内において写真測量を行う際には、ターゲットの同定といった基準点特定に手間がかかり、また、ターゲットの同定を誤ると、トンネル坑内の写真測量の精度を著しく低下させてしまうことになる。さらに、色や形を変えるなどしてターゲットの区別性を高め、ターゲットを容易に写真測量の際の共通基準点として用いたとしても、このターゲットを多数貼付けなければならず、作業効率の低下が問題とされていた。
【０００５】
上述したスリット光による形状測定をトンネル坑内の形状測定に用いる場合、上述した写真測量による方法のようにトンネル坑内の内壁にターゲットを貼付けることなく、トンネル坑内の内壁の詳細な形状測定を行うことができる。しかしながら、スリット光を照射する一地点からは、トンネル坑内の内壁の極一部分しか測定することができないため、測定点を数多く取らなければならないといった問題がある。また、測定点を多数取ったとしても、スリット光を照射する位置の特定が困難であるため、これらをつなぎ合わせてトンネル形状を測定することは困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明においては、上述した問題に鑑み、スリット光による形状測定と写真測量とを併用することで、通常の写真測量と比較してターゲットを貼付ける枚数を減らすことができ、また詳細にトンネル形状の測定を行うことができ、さらに写真測量によりターゲットの三次元座標を算出し、スリット光による形状測定により測定した部分形状をつなぎ合わせて全体のトンネル形状とすることができるトンネル形状の測定方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明のトンネル坑内の形状測定方法を用いることで解決される。本発明の請求項１の発明によれば、光線による形状測定と写真測量とを用いるトンネル坑内の形状測定方法であって、
前記トンネル坑内を複数の測定区間に分けて前記各測定区間の内壁にターゲットまたは所定間隔において配置される光学的に区別可能なターゲットを配置し、
前記各測定区間においてスリット光による形状測定を行い、
前記各測定区間において前記トンネル坑内を角度を変えて撮影して前記光学的に区別可能なターゲットの像を含む複数の画像を撮影し、
撮影された前記画像に含まれる光学的に区別可能なターゲット像を共通基準点として前記各ターゲットの三次元座標を算出し、前記各ターゲットの三次元座標を用いて前記スリット光により形状測定した前記測定区間をつなぎ合わせてトンネル坑内の形状を得ることを特徴とするトンネル坑内の形状測定方法が提供される。
【０００８】
本発明の請求項２の発明によれば、前記ターゲットは、前記トンネル軸方向に並設され前記トンネル周方向に連なった複数のターゲット列を構成するように配置されており、前記ターゲット列は、所定の間隔内に前記光学的に区別可能なターゲットから構成されたターゲット列を少なくとも１列含むトンネル坑内の形状測定方法が提供される。
【０００９】
本発明の請求項３の発明によれば、前記光学的に区別可能なターゲットは、波長、反射パターン、形状のいずれか１つまたはこれらの組み合わせにより光学的に区別可能とされているトンネル坑内の形状測定方法が提供される。
【００１０】
【作用】
本発明は、ターゲットを含むように複数の測定区間に分けられたトンネル坑内において、スリット光を照射して個々の測定区間の形状測定を行う。この形状測定には、ターゲットも含んで測定される。また、反射波長、反射パターン、形状のうちいずれか１つまたはこれらを適宜組み合わせて他のターゲットから光学的に区別可能としたターゲットを用い、トンネル坑内の写真測量時に撮影されるトンネル坑内の内壁を背景とする複数のターゲット像のうち、特定の三次元座標にある光学的に区別可能なターゲットを用い、これら光学的に区別可能なターゲットを画像上で認識することを可能とする。これらの光学的に区別可能なターゲットを、複数異なった位置、角度で測定されたトンネル内壁の写真画像を互いに位置合わせする場合の共通基準点として用いることにより、写真測量時のターゲット全体からの基準点の識別を容易に行うことを可能とする。また、光学的に区別可能なターゲットおよびターゲットを含んで撮影した写真画像を用いて、ターゲットの三次元座標を算出する。スリット光を照射して測定された区間の形状は、写真測量により算出したターゲットの三次元座標を用いてつなぎ合わせることでトンネル全体の形状を得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図面をもって詳細に説明する。図１は、本発明が適用されるトンネルを示した斜視図である。図１には、トンネル軸方向に測定区間ｒごとに破線で分けられたトンネルが示されている。本発明において測定区間ｒとは、トンネル坑内のある一地点からトンネル坑内の内壁２に向けてスリット光を照射して形状測定を行うことができる区間をいう。図１では、計測位置１からトンネル坑内の内壁２に向けてスリット光を照射してできるスリット像の幅により分けられたトンネルを測定区間ｒとしている。図１に示す各測定区間ｒは、スリット像を隣接させることによりトンネル軸方向に計測位置１とともに決定することができ、各測定区間ｒ内には、ターゲットＴが配置される。また、図１に示す各測定区間ｒ内の内壁２には、計測位置１に対して上部、トンネル軸方向に対して計測位置１の左右の内壁２にターゲットＴが配置され、ターゲット列Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３が形成されている。本発明においてターゲットＴは、測定区間ｒの中央に配置されるのが好ましい。
【００１２】
図１においては、各測定区間ｒの中央にターゲット列がＴ１、Ｔ２、Ｔ３で表わされ、ターゲット列Ｔ１の各ターゲットは、Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３で表わされている。また、ターゲット列Ｔ２の各ターゲットは、Ｔ２１、Ｔ２２、Ｔ２３で表され、ターゲット列Ｔ３の各ターゲットは、Ｔ３１、Ｔ３２、Ｔ３３で表されている。ここで、一般にターゲットという場合には、符号Ｔを用い、ターゲットＴから構成されるターゲット列をＴｍとして表し、ターゲット列を構成するターゲットをＴｍｎ（ｍおよびｎは、自然数である。）を用いてターゲットを表す。また、ターゲットＴのうち、他のターゲットＴから光学的に区別可能とされたターゲットＴには、符号Ｔｏｐを用いる。光学的に区別可能であるとは、波長、反射パターン、形状といった光学特性により、他のターゲットＴとは別のターゲットＴｏｐであることが、写真、ＣＲＴといった表示手段により光学的に判断ができることを意味する。上述した表示手段においては、写真やＣＲＴが挙げられているが、同様の機能を有するものであれば他のいかなる表示手段でも用いることができる。また、これらのターゲットＴは、トンネル坑内の内壁２に粘着テープや接着剤により貼付されていて、位置が容易に変化しないようにされている。
【００１３】
本発明のトンネル形状の測定方法においては、ターゲットＴは、トンネル坑内の内壁２とともに撮像手段により撮影され、写真測量を行う際の基準点を与える。図１では、説明の便宜上ターゲットＴをターゲット列Ｔｍとして構成し、ターゲット列を構成するターゲットを３つとし、ターゲット列を３列としているが、本発明においては、必要に応じていかなるターゲットＴまたはターゲット列Ｔｍとしていても良い。
【００１４】
本発明においては、光学的に区別可能なターゲットＴｏｐは、ターゲット列Ｔｍを構成するターゲットＴｍｎのうち、所定の間隔内のターゲット列Ｔｍの少なくとも１つは、他のターゲットＴｍｎから光学的に区別可能なターゲットＴｏｐを含んで構成される。本発明において用いる所定間隔とは、写真測量において撮影される画像の範囲に少なくとも１つのターゲットＴｏｐが含まれる間隔をいう。
【００１５】
図２は、本発明に用いることができるターゲットＴを例示した図である。これらのターゲットＴは、概ね写真撮影を行う場合のフラッシュといった光源からの光を反射させて、ターゲットＴが撮影された場合に画像上に写真測量に用いる基準点を与えるようことができるように、反射プレート又は反射シートといった反射部材から構成されている。また、この反射部材には、光線が照射される部分の面上にターゲットＴの中心決定を行い易くすることができるように、図示しないクロスラインパターン、又は反射方向へと反射光線を集光させるフレネルレンズといった光学的要素を設けておくこともできる。
【００１６】
図２（ａ）には、本発明に用いる光学的に区別可能なターゲットＴの第１の変形例を示す。本発明に用いる光学的に区別可能なターゲットＴの第１の変形例では、ターゲットＴは、図２（ａ）に示すように反射プレート３と、反射プレート３を覆うようにして取付けられた光透過性の有色部材４とから構成されている。反射プレート３としては、従来知られているどのような材質、寸法のものでも用いることができる。
【００１７】
光透過性の有色部材４は、着色された光透過性のセロファン紙や、プラスチックフィルム、光透過性の着色プラスチックシート、プラスチックプレート等を反射プレート３上に貼付けることによって形成することができる。また、ターゲットＴの光学的区別性に影響を与えず、反射性を低下させないのであれば、市販のターゲットを直接蛍光塗料、反射性塗料等により着色して構成することも可能である。さらには、ターゲットＴｏｐとして、発光ダイオードといった発光部材を備えたターゲットを用いて、他のターゲットＴから光学的に区別することもできる。
【００１８】
本発明においては、図２（ａ）に示した第１の変形例のターゲットＴをＴｏｐとして用いることにより、ターゲットＴｏｐに対してこれ以外の他のターゲットＴと異なった波長を反射又は照射させ、ターゲットＴｏｐの画像上における区別性を向上させることができる。
【００１９】
図２（ｂ）は、本発明に用いるターゲットＴの第２の変形例を示した図である。図２（ｂ）に示したターゲットＴは、板部材５と、この板部材５の上に貼付けられたダイヤモンド型にカットされた反射面といった反射要素を有する反射シート６とから構成されている。また、本発明においては、ボールレンズ状ビーズの集合体から構成された反射面を備える反射シート６を用いることもできる。
【００２０】
図２（ｂ）に示される第２の変形例のターゲットＴをターゲットＴｏｐとして用いることにより、写真撮影時のフラッシュによる光線をターゲットＴｏｐが反射する場合に、所定の反射パターンを与えることにより、光学的にターゲットＴｏｐと、他のターゲットＴとを区別することが可能となる。このため、ターゲットＴｏｐの画像上における区別性を向上させることが可能となり、ターゲットＴ全体の認識性を向上させることが可能となる。上述した反射パターンを発生させる際には、上述したようなボールレンズ状ビーズ集合体、又はダイアモンド型にカットされた反射面反射要素を有する反射シート６を用いることも可能であるし、また、反射性偏光プレートといった部材を用いて反射光を偏光させ、偏光フィルタとの組合せにより反射パターンを得ることもできる。
【００２１】
図２（ｃ）は、本発明に用いるターゲットＴの第３の変形例を示した図である。図２（ｃ）に示したターゲットＴは、三角形の反射プレート３から構成されている。この第３の変形例のターゲットＴをＴｏｐとして用いることにより、フラッシュからの光線を他のターゲットＴとは異なった形状で反射させることを可能とし、ターゲットＴｏｐと、これ以外のターゲットＴとを光学的に区別することが可能となる。図２（ｃ）では、第３の変形例のターゲットＴを、三角形の形状として示しているが、四角形、五角形、長方形、といった多角形状の他、星型の形状等いかなる形状を有していても良い。また、必要に応じて立体として形成し、角度を変えた場合の区別性をさらに向上させても良い。
【００２２】
図３は、本発明のトンネル形状の測定方法のスリット光による形状測定を示した概略図である。図３には、１つの測定区間ｒが示され、トンネル坑内の計測位置１にスリット光照射装置７が設置されていて、スリット光照射装置７からスリット光８がトンネル坑内の内壁２に向けて照射されている。また、スリット光照射装置７に設けられているスリットは、トンネル軸方向に横長とされていて、図３においては、スリット光８を照射して内壁２に生じたスリット像９の幅に対して測定区間ｒの幅がわずかに小さくされている。スリット像９の幅より測定区間ｒの幅をわずかに小さくすることにより、トンネル軸方向に向けて前後の測定区間ｒで測定されたトンネル形状とオーバーラップさせることができ、以下に示すつなぎ合わせの際に容易となる。本発明においては、測定区間ｒの幅とスリット像９の幅は同じであっても良いし、いかなる程度にオーバーラップされていても良い。また、図３に示すスリット像９は、適切な位置に設置されたＣＣＤカメラやデジタルカメラなどの撮像手段１０により撮像され、撮像された画像は、パーソナル・コンピュータといった処理手段１１により形状測定が行われる。
【００２３】
図３には、１本のスリット像が示されているが、本発明においては、複数のスリットからなる格子に光を照射して複数のスリット像を測定するようにしていても良い。また、本発明においては、スリット像９を投影レンズなどの投影手段を用いてスクリーンなどに投影して形状測定を行っても良い。さらに、本発明においては、上述した撮像手段や処理手段に限らず、いままで知られたいかなる手段でも用いることによりスリット像９の形状測定を行うことができる。
【００２４】
また、図３に示す測定区間ｒのトンネル周方向に等角度で回転させて測定区間ｒでの形状測定を行う。この場合、ターゲットＴ１１、Ｔ１２、Ｔ１３を含むようにして形状測定が行われる。上述したようにしてトンネル周方向に撮像された複数の画像は、スリット光の照射角度、撮像手段の位置や角度などにより合成して測定区間ｒにおける連続画像とすることができる。本発明においては、撮像した画像を連続画像として合成することができるのであれば、従来知られているいかなる方法、または手段を用いて合成して連続画像とすることができる。
【００２５】
図４は、図３において説明した本発明のトンネル形状の測定方法のスリット光による形状測定において得られる画像を概略的に示した図である。図４に示す実施の形態では、トンネル周方向に照射するスリット光を回転させてスリット像９を複数撮像している。図４（ａ）は、ターゲットＴ１１を含むようにして撮像されたスリット像９であり、図４（ｂ）は、トンネル周方向にスリット像９を複数撮像したものを合成した図である。
【００２６】
図４（ａ）に示す画像は、ターゲットＴ１１部分が照射されたスリット光により反射している。このため、測定した他の形状部分と識別できるようになっている。スリット光による形状測定では、ターゲットＴを用いなくても図４（ｂ）に示すような測定区間ｒの形状測定を行うことができる。しかしながら、ターゲットがない場合、測定区間ｒでの計測位置１を特定することが難しいため、各測定区間ｒで測定したトンネル形状をつなぎ合わせることが困難である。本発明においては、測定区間ｒにターゲットＴを配置しているため、以下に示す写真測量により計測位置１を特定することができる。
【００２７】
図５は、本発明のトンネル形状の測定方法の写真測量を示した概略図である。
図５に示す実施の形態では、トンネル坑内の内壁２にターゲットＴを配置してターゲット列Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を形成している。このとき、ターゲットのうち、例えばＴ２１の位置に光学的に区別可能なターゲットＴｏｐを貼付けておく。次いで、トンネル坑内の計測位置１に光学的カメラ１２いった撮像手段を配置する。この際、光学的カメラ１２のかわりにディジタルカメラを用いて、後に行われる画像処理及び三次元位置座標の演算を容易にすることもできる。本発明においては、上述したように適切に計測位置１を特定することができ、測定区間ｒにおいて測定したトンネル形状を適切につなぎ合わせることができるターゲット数で良く、従来の写真測量に使用していたターゲット数より減少させることができる。
【００２８】
図５に示す計測位置１において１つの角度からトンネル坑内の内壁２の画像をスケールと共に撮影した後、Ｔｏｐが異なった角度から撮影できるトンネル軸方向の別の計測位置１に光学的カメラ１２を移動させて、トンネル坑内の内壁２の撮影を行い、別の画像を得る。この時、異なった角度から撮影される画像は、少なくとも直前に撮影されたターゲットＴｏｐの像を含むように撮影されるので、Ｔｏｐを共通基準点として用いて各ターゲットＴの像により形成される基準点の三次元位置座標を算出することが可能となる。
【００２９】
このようにして複数の画像を得た後、現場又は別の場所に設置された画像読取り手段及びコンピュータ手段といった処理手段１３により画像解析を行い、撮影された二次元における各ターゲットＴの位置座標を得、撮影角度、撮影距離、トンネル軸の相対的位置、光学的カメラの倍率、必要に応じてターゲットと共に撮影されたトンネル坑外基準点又はトンネル坑内基準点の三次元位置座標等を考慮して処理手段１３によりターゲットＴの三次元位置座標を得ることができる。この際に用いることができる計算方法としては、従来知られているどのような方法でも用いることができる。また、ディジタルカメラを用いる場合には、画像読取り手段は、処理手段１３に含まれていなくても良い。
【００３０】
図６は、図５において説明した本発明のトンネル形状の測定方法の写真測量において得られる画像を概略的に示した図である。図６に示した実施例では、光学的に区別可能なターゲットＴｏｐとして星形の形状とされたターゲットＴｏｐを用い、ターゲットＴｏｐの形状を他のターゲットＴの形状と変えることにより光学的な区別を行っている。図６（ａ）は、ターゲットＴは円形の形状とされ、星形のターゲットＴｏｐを含むようにして構成されたターゲット列Ｔｍを計測位置１から撮影したトンネル坑内の内壁２の画像であり、図６（ｂ）は、同一のターゲットＴｏｐを含むように計測位置１ａから撮影して得られたトンネル坑内の内壁２の画像である。
【００３１】
図６（ａ）、図６（ｂ）から明らかなように、ターゲットＴｏｐを用いない場合には、画像全体が同一の色、反射パターン、形状の基準点に占められ、トンネル坑内の内壁２における偶然の共通参照点がない場合には、図６（ａ）、図６（ｂ）のように容易に基準点の同定を行うことが困難である。また、同時にスケールを撮影し、このスケールを共通参照点にするにしても、位置合わせ精度がターゲットＴｏｐを用いる場合よりも悪く、測量精度の点で問題が生じることになる。ターゲットＴｏｐは、図６（ａ）、図６（ｂ）に示されるように１つの画像範囲に１つではなく、１つの画像範囲に２つ以上存在するように所定範囲内に配置し、常に同一の２つ以上のターゲットＴｏｐをオーバーラップさせることにより、さらに測量精度を向上させることができる。
【００３２】
図７は、本発明のトンネル形状の測定方法のスリット光による形状測定および写真測量において得られる画像をつなぎ合わせるところを示した図である。図７では、トンネル軸方向をＹ軸として示し、トンネル周方向をＸ軸、トンネル上部方向をＺ軸として示している。また、任意に選択した計測位置１を原点としている。図７（ａ）は、測定区間ｒにおいて測定されたトンネル形状の一部を座標とともに示した図である。図７（ａ）に示す測定区間ｒでのトンネル形状１４は、上述したようにスリット光を照射して形状測定することにより図４（ａ）に示すような一部分の形状が得られ、トンネル周方向に測定した形状を合成することにより、図４（ｂ）に示すような測定区間ｒのトンネル形状１４を得ることができる。ターゲットＴ２１を含んだ形状測定においては、ターゲットＴ２１部分が反射されるので他の部分とは区別できるようになっている。また、測定区間ｒに対してトンネル軸方向の前後の測定区間のトンネル形状１４ａ、１４ｂも同様にして得ることができる。
【００３３】
次いで、写真測量は、スリット光を照射する計測位置１と同じ位置において行い、計測位置１からトンネル軸方向の前後に配置されたターゲットＴも同時に撮影する。さらに、計測位置１からトンネル軸方向の前後の別の計測位置においても撮影を行い、上述した各ターゲットＴの位置座標を得、撮影角度、撮影距離、トンネル軸の相対的位置、光学的カメラの倍率、必要に応じてターゲットＴ２１と共に撮影されたトンネル坑外基準点又はトンネル坑内基準点の三次元位置座標等を考慮して図５に示す処理手段１３によりターゲットＴ２１の三次元位置座標を得る。この三次元位置座標は、計測位置１に対する座標として算出される。図７（ａ）に示す測定区間ｒでのトンネル形状１４は、計測位置１に対するターゲットＴ２１の三次元位置座標を用いて座標に示すことができる。
【００３４】
図７（ｂ）は、測定区間ｒのトンネル軸方向の前後の測定区間において測定したトンネル形状をつなぎ合わせた図である。図７（ｂ）には、測定区間ｒのトンネル軸方向の前後の測定区間において測定したトンネル形状１４ａ、１４ｂが示されていて、測定区間ｒでのトンネル形状１４とつなぎ合わされている。トンネル形状１４ａ、１４ｂを座標に示す際、上述したトンネル形状１４と同様に、測定区間ｒのトンネル軸方向の前後の測定区間に配置されているターゲットＴ１１、Ｔ３１の三次元位置座標を算出する。これらターゲットＴ１１、Ｔ３１の三次元位置座標は、計測位置１を基準として算出されることにより、図７（ｂ）に示すように測定区間ｒのトンネル形状１４とつなぎ合わせることができる。図７においては、計測位置１を原点としてターゲットＴの三次元位置座標を算出することにより、順次トンネル軸方向に測定した測定区間ｒのトンネル形状をつなぎ合わせていくことができる。
【００３５】
本発明においては、図７（ｂ）に示すつなぎ合わせが終了した後、計測位置１ａを基準としてターゲットＴ３１の三次元位置座標と、計測位置１ａからのターゲットＴ４１の三次元位置座標とを算出してつなぎ合わせるといったように基準位置を変えてトンネル軸方向へつなぎ合わせるようにしても良い。また、三次元位置座標を図３に示す処理手段１１に入力して測定区間ｒのトンネル形状だけでなく、各測定区間ｒにおいて測定したトンネル形状のつなぎ合わせも行い、トンネル全体の形状が得られるようにしていても良い。さらに、本発明においては、スリット光による形状測定に用いる処理手段１１と写真測量に用いる処理手段１３とを１つの処理手段として用い、測定区間ｒでの形状測定を行い、写真測量によって三次元位置座標を算出し、トンネル形状のつなぎ合わせしてトンネル全体の形状が得られるようにしても良い。
【００３６】
本発明は、これまで、図面に示した実施の形態により説明したきたが、ターゲットの間隔、数、撮影される画像のオーバーラップの程度、ターゲットＴｏｐと、それ以外のターゲットＴとの相対的配置については、上述した配置以外にも種々用いることができることは言うまでもないことである。
【００３７】
【発明の効果】
従って、本発明のトンネル形状の測定方法は、スリット光による形状測定と写真測量とを併用することで、通常の写真測量と比較してターゲットを貼付ける枚数を減らすことができ、また詳細にトンネル形状の測定を行うことができる。また、写真測量によってターゲットの三次元座標を算出することにより、スリット光による形状測定で測定した各測定区間のトンネル形状をつなぎ合わせて全体のトンネル形状とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明が適用されるトンネルを示した斜視図。
【図２】  本発明に用いることができるターゲットを例示した図。
【図３】  本発明のトンネル形状の測定方法のスリット光による形状測定を示した概略図。
【図４】  本発明のトンネル形状の測定方法のスリット光による形状測定において得られる画像を概略的に示した図。
【図５】  本発明のトンネル形状の測定方法の写真測量を示した概略図。
【図６】  本発明のトンネル形状の測定方法の写真測量において得られる画像を概略的に示した図。
【図７】  本発明のトンネル形状の測定方法のスリット光による形状測定および写真測量において得られる画像をつなぎ合わせるところを示した図。
【符号の説明】
１、１ａ…計測位置
２…内壁
３…反射プレート
４…有色部材
５…板部材
６…反射シート
７…スリット光照射装置
８…スリット光
９…スリット像
１０…撮像手段
１１、１３…処理手段
１２…光学的カメラ
１４、１４ａ、１４ｂ…トンネル形状
Ｔ…ターゲット
ｒ…測定区間
Ｘ、Ｙ、Ｚ…軸
【図１】
0004656745.tif 000002
【図２】
0004656745.tif 000003
【図３】
0004656745.tif 000004
【図４】
0004656745.tif 000005
【図５】
0004656745.tif 000006
【図６】
0004656745.tif 000007
【図７】
0004656745.tif 000008