(57)【要約】【課題】  エレメント位置決めの相対誤差を減らすことが可能な地中にエレメントを挿入する挿入方法及びシステムを提供する。【解決手段】本発明は、エレメント挿入装置の挿入アームにより予め設定された設定経路に沿ってエレメントを逐次地中に挿入する方法であって、設定経路の関数としてエレメントの挿入予定位置を決定する段階と、エレメント挿入装置のアームを、後続エレメントの挿入予定位置情報と地形情報の関数として、後続エレメントが挿入される目標位置に自動的に誘導するする誘導段階と、を含み、さらに、先行エレメントの挿入予定位置と挿入位置との絶対誤差を決定する段階と、先行エレメントに対する後続エレメントの位置決定要因を減らすために、先行エレメント位置の絶対誤差の関数として、エレメント挿入装置の挿入アームを、後続エレメントが挿入される目標位置に自動的に誘導する誘導段階と、を含むことを特徴とする。【選択図】図３
2007224713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレメント挿入装置の挿入アーム（１４）により予め設定された設定経路（５０）に沿ってエレメント（４）を逐次地中に挿入する方法であって、
前記設定経路（５０）の関数として前記エレメント（４）の挿入予定位置を決定する段階（８８）と、
エレメント挿入装置のアーム（１４）を、後続エレメント（４）の挿入予定位置情報と地形情報の関数として、後続エレメント（４）が挿入される目標位置に自動的に誘導するする誘導段階（７４）と、
を含み、さらに、
先行エレメント（４）の挿入予定位置と挿入位置との絶対誤差を決定する段階（８０）と、
先行エレメント（４）に対する後続エレメント（４）の位置決定要因を減らすために、先行エレメント位置の絶対誤差の関数として、前記エレメント挿入装置の挿入アーム（１４）を、後続エレメント（４）が挿入される目標位置に自動的に誘導する誘導段階（７４）と、
を含むことを特徴とするエレメント逐次地中挿入方法。
【請求項２】
前記挿入方法は、与えられた方向に於ける先行エレメント（４）の挿入位置の絶対誤差の１／２を、前記方向のエレメント挿入予定位置の座標に加えて目標位置を算出する段階（９０）を含むことを特徴とする請求項１に記載のエレメント逐次地中挿入方法。
【請求項３】
前記挿入位置の絶対誤差を決定する段階（８８）は、
地形情報を読みとる測定マーク上に設定された測定ステーションにより、エレメント挿入装置のアーム（１４）が先行エレメント（４）を地中に挿入した位置を測定する操作（８２）と、
先行エレメント（４）の設置予定位置から測定位置を差引く操作（８４）と、
を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のエレメント逐次地中挿入方法。
【請求項４】
前記誘導段階（７４）は、
挿入アーム（１４）が予め設定された経路の第１区間（５４）に沿って移動する間に、第１マーク（３６）に設置されて地形情報が得られる第１測定ステーション（３２）と、
挿入アーム（１４）が予め設定された経路の第２区間（６２）に沿って移動する間に、第１マーク（３６）から離れた第２マーク（５７）に設置されて地形情報が得られる第２測定ステーション（６０）と、によって測定されるエレメント挿入装置の挿入アーム（１４）の位置測定結果の関数として、自動的に導かれることを特徴とし、
さらに、
第１測定ステーション（３２）と、第２測定ステーション（６０）から得られたエレメント挿入装置の挿入アーム（１４）の座標の差を推定する段階（９８）とを含み、
誘導段階（７４）が実行されている間に、エレメント挿入装置の挿入アーム（１４）が、前記推定座標差に基づいて、先行エレメント（４）に対する後続エレメント（４）の挿入位置の誤差を最小にするために、目標位置に誘導されることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のエレメント逐次地中挿入方法。
【請求項５】
前記推定座標差は、第１エレメントｎを第２区間に沿って挿入する間に、挿入アーム（１４）を誘導するために使用されることを特徴とする請求項４に記載のエレメント逐次地中挿入方法。ここで、ｎは１０以上の整数を示す。
【請求項６】
前記挿入方法は、与えられた方向の推定誤差をｎで除した値に前記方向の少なくとも１つの予定位置を加えることによって算定した第２区間（６２）の第１エレメントｎの設置目標位置を算定する段階（９０）を、さらに含むことを特徴とする請求項５に記載のエレメント逐次地中挿入方法。
【請求項７】
地中に挿入される前記エレメント（４）は、軌条の基盤であることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のエレメント逐次地中挿入方法。
【請求項８】
予め設定された設定経路（５０）に沿ってエレメント（４）を逐次地中に挿入するシステムであって、
エレメント（４）を地中に挿入する挿入アーム（１４）と、
少なくとも１つの測定ステーションと、
地形情報、および、算定経路情報に沿って前記挿入アーム（１４）を誘導する制御ユニット（２０）と、
データ処理装置（２６）と、
を含み、
請求項１乃至７のエレメント逐次地中挿入方法を実行することができることを特徴とするエレメント逐次地中挿入システム。
【請求項９】
前記測定ステーションは、地形情報が得られる第１マーク（３６）上に位置し、挿入アーム（１４）の位置測定に適した第１測定ステーション（３２）であることを特徴とする請求項８に記載のエレメント逐次地中挿入システム。
【請求項１０】
前記測定ステーションは、地形情報が得られる第２マーク（５７）上に位置し、第１測定ステーション（３２）で位置測定して算定された経路に沿った挿入アーム（１４）の位置測定に適した第２測定ステーション（６０）であり、請求項４乃至７に基づいて前記誘導ユニットが挿入を行なうことを特徴とする請求項８に記載のエレメント逐次地中挿入システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレメントを地中に挿入する挿入方法及びそのシステムに係り、詳しくは、エレメントの位置決めの相対誤差を減らすことが可能なエレメントを地中に挿入する挿入方法及びそのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
移動し誘導されるエレメント挿入アームを利用して工事を実施するために、先行エレメント（構成部材）及びその後続エレメントを計算された経路に沿って地中に挿入する挿入方法が存在している。それらの従来の挿入方法は、地中にエレメントが挿入される挿入予定位置を計算された経路の関数として設定するステップ；及び、後続エレメントの設定された挿入予定位置の関数及び地形情報の関数に従って、後続エレメントが挿入される目標位置にエレメント挿入アームを自動的に誘導する誘導ステップを有している。
【０００３】
例として、それらの挿入方法は、鉄道線路のレールを支持するためにエレメントをコンクリートスラブに挿入するのに用いられる。これは、特に鉄道線路がバラス（砂利）もクロスメンバも無く構成されるときに用いられる。例えば、このような挿入方法は、欧州特許出願ＥＰ０８０３６０９及びＥＰ１１７８１５３において説明されている。
【０００４】
エレメント挿入アームは、高精度で地上に配置されなければならない。ここで、地理表示の関数（ＥＰ１１７８１５３を参照）に従ってエレメント挿入アームの移動を制御することは公知である。
それらの挿入方法は申し分ないが、特に、それらは、エレメントが挿入されるべき挿入予定位置に対し小さな絶対誤差により各エレメントを位置決めすることができる。「エレメントｉの位置決め絶対誤差」の用語は、ここでは、エレメントｉが実際に地中に挿入される座標Ｘｍｉ、Ｙｍｉ、及びＺｍｉの位置とそのエレメントのために設定された座標Ｘｎｉ、Ｙｎｉ、及びＺｎｉの挿入予定位置との間の差異Ｄａｉを意味するように用いられる。
【０００５】
例として、既存の挿入方法は、±１ミリメートル（ｍｍ）の範囲内に絶対誤差を維持することができる。それで、その挿入方法の絶対的な精度は±１ｍｍであると言われている。
そのような絶対的な精度によって、エレメントｉ−１とエレメントｉとの間の相対誤差Ｄｒｉは、絶対誤差として容認できる２倍の大きさの範囲にある。エレメントｉ−１とエレメントｉとの間の位置決めの相対誤差Ｄｒｉの用語は、エレメントｉの位置決めにおける絶対誤差Ｄａｉ及びエレメントｉ−１の位置決めにおける絶対誤差Ｄａｉ−１との違いを意味するために用いられる。
【０００６】
鉄道線路において絶対誤差は、列車の乗客が迷惑な振動を感知しないことを保証するような限界内に保持される。既存の挿入方法は、その目標を達成できる。
しかし、既存の挿入方法においては、位置決めの相対誤差を減らすために何も施されていない。従って、極端な場合に、以下の状況が起こり得るものである。  即ち、エレメントｉ−１は１つの方向で＋１ｍｍの絶対誤差を示し、エレメントｉは同じ方向で−１ｍｍの絶対誤差を示す。これらの２つの絶対誤差のそれぞれは、容認できる絶対誤差の範囲内にある。しかし、そのような条件の下で、相対誤差Ｄｒｉは２ｍｍと等しくなり、例えばそれが乗客のために迷惑な振動をもたらし得るため受け入れ不可能であると考えられる。
従って、相対誤差を減らすことが望ましい。
【特許文献１】ＥＰ０８０３６０９号
【特許文献２】ＥＰ１１７８１５３号
【特許文献３】特表平０８−５０３２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、エレメント位置決めの相対誤差を減らすことが可能な地中にエレメントを挿入する挿入方法及びシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、エレメント挿入装置の挿入アーム（１４）により予め設定された設定経路（５０）に沿ってエレメント（４）を逐次地中に挿入する方法であって、
前記設定経路（５０）の関数として前記エレメント（４）の挿入予定位置を決定する段階（８８）と、エレメント挿入装置のアーム（１４）を、後続エレメント（４）の挿入予定位置情報と地形情報の関数として、後続エレメント（４）が挿入される目標位置に自動的に誘導するする誘導段階（７４）と、を含み、さらに、先行エレメント（４）の挿入予定位置と挿入位置との絶対誤差を決定する段階（８０）と、先行エレメント（４）に対する後続エレメント（４）の位置決定要因を減らすために、先行エレメント位置の絶対誤差の関数として、前記エレメント挿入装置の挿入アーム（１４）を、後続エレメント（４）が挿入される目標位置に自動的に誘導する誘導段階（７４）と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
前記挿入方法は、与えられた方向に於ける先行エレメント（４）の挿入位置の絶対誤差の１／２を、前記方向のエレメント挿入予定位置の座標に加えて目標位置を算出する段階（９０）を含むことを特徴とする。
【００１０】
前記挿入位置の絶対誤差を決定する段階（８８）は、地形情報を読みとる測定マーク上に設定された測定ステーションにより、エレメント挿入装置のアーム（１４）が先行エレメント（４）を地中に挿入した位置を測定する操作（８２）と、先行エレメント（４）の設置予定位置から測定位置を差引く操作（８４）と、
を含むことを特徴とする。
【００１１】
前記誘導段階（７４）は、挿入アーム（１４）が予め設定された経路の第１区間（５４）に沿って移動する間に、第１マーク（３６）に設置されて地形情報が得られる第１測定ステーション（３２）と、挿入アーム（１４）が予め設定された経路の第２区間（６２）に沿って移動する間に、第１マーク（３６）から離れた第２マーク（５７）に設置されて地形情報が得られる第２測定ステーション（６０）と、によって測定されるエレメント挿入装置の挿入アーム（１４）の位置測定結果の関数として、自動的に導かれることを特徴とし、さらに、第１測定ステーション（３２）と、第２測定ステーション（６０）から得られたエレメント挿入装置の挿入アーム（１４）の座標の差を推定する段階（９８）とを含み、誘導段階（７４）が実行されている間に、エレメント挿入装置の挿入アーム（１４）が、前記推定座標差に基づいて、先行エレメント（４）に対する後続エレメント（４）の挿入位置の誤差を最小にするために、目標位置に誘導されることを特徴とする。
【００１２】
前記推定座標差は、第１エレメントｎを第２区間に沿って挿入する間に、挿入アーム（１４）を誘導するために使用されることを特徴とする。ここで、ｎは１０以上の整数を示す。
【００１３】
前記挿入方法は、与えられた方向の推定誤差をｎで除した値に前記方向の少なくとも１つの予定位置を加えることによって算定した第２区間（６２）の第１エレメントｎの設置目標位置を算定する段階（９０）を、さらに含むことを特徴とする。
【００１４】
地中に挿入される前記エレメント（４）は、軌条の基盤であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、予め設定された設定経路（５０）に沿ってエレメント（４）を逐次地中に挿入するシステムであって、エレメント（４）を地中に挿入する挿入アーム（１４）と、少なくとも１つの測定ステーションと、地形情報、および、算定経路情報に沿って前記挿入アーム（１４）を誘導する制御ユニット（２０）と、データ処理装置（２６）と、を含み、請求項１乃至７のエレメント逐次地中挿入方法を実行することができることを特徴とする。
【００１６】
前記測定ステーションは、地形情報が得られる第１マーク（３６）上に位置し、挿入アーム（１４）の位置測定に適した第１測定ステーション（３２）であることを特徴とする。
【００１７】
前記測定ステーションは、地形情報が得られる第２マーク（５７）上に位置し、第１測定ステーション（３２）で位置測定して算定された経路に沿った挿入アーム（１４）の位置測定に適した第２測定ステーション（６０）であり、請求項４乃至７に基づいて前記誘導ユニットが挿入を行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、以下の効果を有する。
・先行エレメントの位置決め絶対誤差の１／２を挿入予定位置に追加することにより目標位置を計算することから、位置決めの相対誤差を最小にすることができる。
・第１及び第２の測定ステーションを利用して測定された測定値間の算定された差異の関数に従って目標位置にエレメント挿入アームを誘導することによって、例えば、計算された経路の第１及び第２のセクションの間を通過する際に容認できる範囲内で先行エレメントに対する後続エレメントの位置決めの相対誤差を維持することができる。そして、
・容認できる範囲内で位置決め誤差を維持する間に、第２のセクションに沿って少なくとも最初の１０個の連続するエレメントを挿入する間に算定された差異の関数に従ってエレメント挿入アームを誘導することにより、前記算定された差異が次第に減少することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳しく説明する。
【実施例】
【００２０】
以下の説明においては、当業界によく知られている特徴と機能の詳細な説明は省略する。
図１は、エレメント４をコンクリートスラブ６に挿入するエレメント挿入システム２を示す。
エレメント挿入システム２は、エレメント４を挿入するための制御可能なエレメント挿入装置１２を輸送する車両１０を備えている。
車両１０は、２個の操舵輪及び車両１０を所定の方向に自力で駆動する２個の駆動輪からなる四輪上に設置される。車両１０の後面には、エレメント挿入装置１２が何ら自由度もなく固定される。
エレメント挿入装置１２は、エレメント挿入アーム１４とコンクリートスラブ６の上面に対してエレメント挿入アーム１４を位置決めする制御可能な位置決め機構１６を備えている。
【００２１】
エレメント挿入アーム１４は、コンクリートスラブ６がまだ硬化していないときに同時に２つのエレメント４をコンクリートスラブ６に挿入するのに適合している。このため、エレメント挿入アーム１４は、エレメントの挿入時にまだ硬化していないコンクリートスラブ６を振動させることが記載されている欧州特許出願ＥＰ０８０３６０９において説明された挿入方法を実施するのに適合する。
【００２２】
例えば、エレメント挿入アーム１４は、一般にＨ字形をしており、その下方部分に、新たに設置されるコンクリートスラブ６に挿入される２個のエレメント４を先端で保持する２個のアクチュエーターを支持している。エレメント挿入アーム１４は、敷設される鉄道線路のゲージに相互に合致する間隔にエレメント４を保持するのに適合している。エレメント挿入アーム１４は、取り付けられるエレメント４がＺ軸に沿って移動できるように１自由度のみを有している。ここでは、Ｚ軸はコンクリートスラブ６の上面に対して垂直であるように定義されている。
【００２３】
車両１０の移動方向と平行しているＸ軸、Ｘ軸に対して垂直なＹ軸及びＺ軸は、図１においても示されている。例として、これらのＸ、Ｙ、Ｚ軸は車両１０に対して直交三次元方向として定義される。
例として、エレメント挿入アーム１４は欧州特許出願ＥＰ０８０３６０９において詳細に説明されている。
位置決め装置１６は、エレメント挿入アーム１４を６自由度、すなわちＸ、Ｙ、及びＺ軸周りの回転による３自由度とＸ、Ｙ、及びＺ軸に沿う移動による３自由度で動かすことができる。
【００２４】
車両１０は、また、地形情報及びレシーバー２２を介して受入れられる地形測定値の関数に従ってエレメント挿入装置１２を誘導するのに適合する制御ユニット２０を備えている。
制御ユニット２０は、また、車両１０の動きを制御するのに適合する。
例として、制御ユニット２０は、車両１０に搭載され、プログラマブルコンピュータを利用して図４の挿入方法を実行するのに適合するように形成されている。このため、前記コンピュータは、図４の挿入方法を実行する命令を有するデータ処理装置２６に接続されており、その命令は前記コンピュータにより実行される。
【００２５】
敷設される鉄道線路の縁に設置される第１測定ステーション３２と協同する反射板３０の後面がエレメント挿入アーム１４に取り付けられている。例えば、３個の反射板３０がエレメント挿入アーム１４に固定される。
反射板３４は、また、車両１０の構体に固定される。例えば、この反射板３４は車両１０のルーフ上に設置される。
第１測定ステーション３２は、第１マーク３６上に垂直な三脚台に設置される。地形に関する基準枠内の第１マーク３６の位置は、事前に測定され制御ユニット２０にインプットされている。
第１測定ステーション３２は、光送信ユニットとそれぞれ挿入アーム１４と車両１０に搭載される反射板３０及び３４のセットから第１測定ステーション３２までの距離と角度を極めて高精度レベルで感知することができる光学発・受信機を具備するレーザーテレメーター装置を備えている。
【００２６】
第１測定ステーション３２は、また、第１測定ステーション３２により測定された測定結果を車両１０に搭載されたレシーバー２２に各瞬時に送信する無線送信機３８を備えている。
第１測定ステーション３２の測定及び表示機能に従ってエレメント挿入アーム１４を誘導することに関するさらに多くの詳細は、特許出願ＥＰ１１７８１５３において示されている。
【００２７】
図２は、レールを支え、このレール上の鉄道車両の走行により受ける力をコンクリートスラブ６に伝えるエレメント４の一例を示している。
このため、エレメント４は、レールをナットによりエレメント４に固定するのに適したネジ部と共に、鋳鉄などの堅い素材のプレート４０をそれぞれ有している２つのアンカー４２から成っている。エレメント４は、また、一般に円筒形状でコンクリートスラブ６が硬化した後にコンクリートスラブ６中に固着される２本のベッディングロッド４４を備えている。
【００２８】
図３は、計算された設定経路５０に沿って移動する車両１０を示している。設定経路５０に沿って車両１０が移動する方向は、矢印５２により示されている。図３において、図１に関し上述されている構成部分は同一部材符号が付されている。地形に関する基準枠内の設定経路５０の座標は、例えばデータ処理装置２６に記録される。
さらに正確には、図３は、第１測定ステーション３２による測定値のみがエレメント挿入アームを誘導するのに用いられる設定経路５０のセクション５４を示している。
【００２９】
第１測定ステーション３２の範囲が制限されると仮定すると、前記測定マークは設定経路５０に沿って等間隔に設けられる。例えば、測定マークは５０メートル（ｍ）乃至１００ｍごとに経路５０に沿って設けられる。この図３においては、３個の追加測定マーク５６乃至５８だけが示されている。測定マーク５７は、測定マーク３６から直ぐ下流にある。ここで、下流は車両１０の移動方向であるものと定義される。
エレメント挿入システム２は、また、エレメント挿入アーム１４の位置を測定するため、測定マーク５７上に配置されている第２測定ステーション６０を有している。例として、この第２測定ステーション６０は、第１測定ステーション３２と同一であり、設定経路５０の区間６２上の車両１０の移動に従ってアーム１４の位置を測定する働きを行なう。
セクション５４と６２は一部間隔ΔＣ上で重なっている。
【００３０】
エレメント挿入システム２の操作について、車両１０が最初に設定経路５０の区間５４上にあるという特別な状況における図４の挿入方法を参照して以下に説明する。
前記挿入方法は、エレメント挿入アーム１４を誘導するための第１測定ステーション３２からの測定値のみを利用する操作７６から始まる。
さらに正確には、ステップ７４で、制御ユニット２０は、１組のエレメントｉ−１が座標Ｘｃｉ−１、Ｙｃｉ−１、Ｚｃｉ−１の関数に従って挿入されるように予め計算された目標位置にエレメント挿入アーム１４を誘導する。座標Ｘｃｉ−１、Ｙｃｉ−１、及びＺｃｉ−１は事前に計算されている。これらの座標の計算について、後続の１組のエレメントｉが挿入される目標位置が座標Ｘｃｉ、Ｙｃｉ、及びＺｃｉであるという特定の状況において以下に説明する。
【００３１】
ステップ７４における操作７６で、制御ユニット２０は、１組のエレメントｉ−１が挿入される目標位置近くにエレメント挿入アーム１４を位置決めするように車両１０を設定経路５０に沿って移動させる操作を行なう。一般に、操作７６の終端で、エレメント挿入アーム１４は目標位置の±１センチメートル（ｃｍ）以内に位置決めされる。
前記目標位置に到達したら、操作７８で、制御ユニット２０は、位置決め装置１６がエレメント挿入アーム１４をさらに高精度で目標位置に位置決めするように操作する。一般に、操作７８の終端で、エレメント挿入アーム１４は目標位置の±１ｍｍ以内に位置決めされる。
【００３２】
ステップ７４が完了したら、ステップ８０で、制御ユニット２０は、１組のエレメントｉ−１の位置決めにおいてそれが挿入される挿入予定位置に対する絶対誤差を決定する。この場合、挿入予定位置はエレメント挿入アーム１４の位置決めの座標Ｘｎｉ−１、Ｙｎｉ−１、及びＺｎｉ−１により表される。如何に挿入予定位置の座標が設定されるかについては、後続の１組のエレメントｉの挿入予定位置が座標Ｘｎｉ、Ｙｎｉ、及びＺｎｉであるという特定の状況において以下にさらに詳述する。
さらに正確には、ステップ８０における操作８２で、第１測定ステーション３２はエレメント挿入アーム１４の位置を測定し、その測定された位置を制御ユニット２０に送信する。
【００３３】
操作８２で、制御ユニット２０はアーム１４の測定された位置の座標Ｘｍｉ−１、Ｙｍｉ−１、及びＺｍｉ−１を取得する。例として、これらの座標はＸ、Ｙ、及びＺ軸と平行で測定マーク３６に対し固定の軸を有する基準矩形枠で表示される。
その後、操作８４で、測定された座標は１組のエレメントｉ−ｌが理論上挿入される挿入予定位置の座標Ｘｎｉ−ｌ、Ｙｎｉ−ｌ−１、Ｚｎｉ−ｌから減算される。操作８４の終端で、１組のエレメントｉ−１の位置決めにおける絶対誤差Ｄａｉ−１が得られる。
その後、ステップ８６で、１組のエレメントｉ−１は生のコンクリートスラブ、すなわちＥＰ０８０３６０９において記載された方法が実施されるコンクリートスラブ６に挿入される。ステップ８６で、エレメント挿入アーム１４は操作８２で測定された位置に保持されている。
【００３４】
１組のエレメントｉ−１が挿入されたら、ステップ８８で、制御ユニット２０は、後続の１組のエレメントｉが挿入される挿入予定位置の座標Ｘｎｉ、Ｙｎｉ、及びＺｎｉを設定する。例えば、経路５０の座標及び経路５０に沿って連続する２組のエレメントの間の予め決定された間隔を与えられることにより、制御ユニット２０は後続の１組のエレメントｉが挿入される挿入予定位置の座標Ｘｎｉ、Ｙｎｉ、及びＺｎｉを理論上計算することができる。エレメント挿入アーム１４を誘導する間に、これらの座標が制御ユニット２０により用いることが可能であることを保証するために、それらの座標は車両の現在の位置座標と比較する必要がある。
【００３５】
挿入アーム１４又は車両１０の現在の座標と挿入予定位置の座標が共通の基準枠内に収まるのであれば、この比較は実行される。共通の基準枠内でこれらの様々な座標を表示するために、第１マーク３６の地形情報と第１測定ステーション３２の測定値が用いられる。例えば、共通の基準枠は、方向が上記定義されたＸ、Ｙ、及びＺ軸と同一直線上にあって、第１マーク３６に対し設定されたその発端を有する基準矩形枠である。このような状況で、第１マーク３６の地形情報を用いることにより、座標Ｘｎｉ、Ｙｎｉ、及びＺｎｉが基準矩形枠として表示される。共通の基準枠は、また、例えば座標Ｘｎｉ、Ｙｎｉ、及びＺｎｉだけでなく座標Ｘｃｉ、Ｙｃｉ、及びＺｃｉを表示するのに用いられる。
【００３６】
その後、ステップ９０で、制御ユニット２０は、後続の１組のエレメントｉが挿入される目標位置の座標Ｘｃｉ、Ｙｃｉ、及びＺｃｉを計算する。これらの座標は、共通の基準枠として表示される。ステップ９０で、目標位置はステップ９０で決定された絶対誤差Ｄａｉ−１の関数として計算される。さらに正確には、ｎ第１の組のエレメント４をセクション５４に挿入するために、例えば以下の関係式を用いて、座標Ｘｃｉ、Ｙｃｉ、及びＺｃｉが計算される。
Ｘｃｉ＝Ｘｎｉ＋（Ｄｘ，ｉ−１／２）＋Ｅｘ／ｎ
Ｙｃｉ＝Ｙｎｉ＋（Ｄｙ，ｉ−１／２）＋Ｅｙ／ｎ−−−−−−−（１）
Ｚｃｉ＝Ｚｎｉ＋（Ｄｚ，ｉ−１／２）＋Ｅｚ／ｎ
ここで、
・Ｄｘ，ｉ−１、Ｄｙ，ｉ−１、及びＤｚ，ｉ−１は、それぞれ共通の基準枠のＸ、Ｙ、及びＺ軸に沿ってステップ８０で決定された絶対誤差Ｄａｉ−１の座標である。そして、
・Ｅｘ、Ｅｙ、及びＥｚは、それぞれ第１測定ステーション３２と第２マーク５６上に設置された記測定ステーションとによる測定値間の測定差異Ｅである共通の基準枠のＸ、Ｙ、及びＺ軸に沿う座標である。
第１測定ステーション３２及び第２測定ステーション６０による測定値の差異の特定の状況で座標Ｅｘ、Ｅｙ、及びＥｚが算出される方法については、以下でさらに詳述する。
【００３７】
一般的に、ｎは１０以上の整数である。
ステップ９０において、挿入する後続の１組のエレメントがセクションのｎ第１の組のエレメントではない場合、以下の関係式を用いて座標Ｘｃｉ、Ｙｃｉ、及びＺｃｉが計算される。
Ｘｃｉ＝Ｘｎｉ＋（Ｄｘ，ｉ−１／２）
Ｙｃｉ＝Ｙｎｉ＋（Ｄｙ，ｉ−１／２）−−−−−−−−−−−−（２）
Ｚｃｉ＝Ｚｎｉ＋（Ｄｚ，ｉ−１／２）
ステップ９０の終端で、本挿入方法は後続の１組のエレメントｉを挿入するためにステップ７４に戻る。
ステップ７４乃至９０は、エレメント挿入アーム１４が設定経路５０のセクション５４に沿って移動している限りループで繰り返される。
【００３８】
しかし、エレメント挿入アーム１４がオーバーラップ間隔ΔＣに達する時に、ステップ８０と並行してステップ９０で、第２測定ステーション６０がエレメント挿入アーム１４の位置を測定するように作動する。ステップ９４は、差異Ｅを測定するときに誤差を減らすようにステップ８２で同時に実行されることが好ましい。
その後、第２測定ステーション６０は、ステップ９６で測定した測定値を制御ユニット２０に送信する。
【００３９】
ステップ９８で、制御ユニット２０は、第１測定ステーション３２及び第２測定ステーション６０によって測定した測定値間の差異Ｅを算出する。このため、ステップ９８で、制御ユニット２０は、ステップ８２及び９４で測定した測定値間の差異から、そして第１マーク３６及びマーク５７の地形情報の関数としても座標Ｅｘ、Ｅｙ、及びＥｚの値を算出する。第１測定ステーション３２により測定された測定値から得られた座標Ｘｍｉ、Ｙｍｉ、及びＺｍｉは、第２測定ステーション６０により測定された測定値から得られたそれらの座標と厳密には同一でないことが分っている。それから、この寸法の差異Ｅは、区間５４から区間６２に切り換わる際に相対誤差として十分に容認できる値に導くことができる。ステップ９８の終端で、Ｅｘ、Ｅｙ、及びＥｚの値は、ｎ第１の組のエレメントをセクション６２に挿入するときに用いられるように記憶される。
【００４０】
そして、エレメント挿入アーム１４が全ての区間５４に沿って移動した時に、ステージ７０は終了し、セクション６２に沿って移動するのに従いエレメント挿入アーム１４を誘導するときのみに第２測定ステーション６０からの測定値が利用される新しいステージ１００が始まる。
このステージ１００の最初に、ｎ第１の組のエレメントを挿入する目標位置の座標を計算するために用いられるＥｘ、Ｅｙ、及びＥｚの値は、前記ステージのステップ９８で算出されたそれらの座標値が使用される。
【００４１】
例えば、ステージ１００と並行して、第１測定ステーション３２は移動し、それからマーク５７から近接する下流に設けられたマーク５８上に設置される。その後、区間５４及び６２の特定の状況で記述された通りの手順が、区間６２とそれから近接する下流の区間との間で繰り返される。このようにして、ステージ７０及び１００は、設定経路５０に沿って車両１０が移動する間、繰り返される。
【００４２】
多くの他の実施の形態が可能である。例えば、変形形態で、第１測定ステーション３２及び第２測定ステーション６０は、エレメント挿入アーム１４の共通の位置で測定した測定値を相互間で伝達するように改造される。第１測定ステーション３２及び第２測定ステーション６０により測定された測定値に基づいて、測定区間５４から測定区間６２に移り変わるときの差異Ｅを次第に吸収するために、第１測定ステーション３２及び、又は第２測定ステーション６０はそれ自身の測定値を訂正する。
目標位置は、差異Ｅを積算することなく先行組のエレメントの位置決めにおける絶対誤差の関数として計算される。逆言すれば、差異Ｅを次第に吸収するためにここに付与されたティーチングにより、先行組のエレメントの位置決めにおける絶対誤差の関数として目標位置を訂正せずに実行することができる。
【００４３】
他の共通の基準枠は使用されることができ、例えば共通の基準枠は車両１０に対して設定されているものである。
鉄道線路を支持するエレメントを挿入するという特定の状況でここに記述された挿入方法は、土木工事又は建設工事を実施するために必要な如何なる他のエレメントをも挿入するのに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明のエレメント挿入システムを説明する斜視図である。
【図２】図１のエレメント挿入システムにより挿入される基盤の説明図である。
【図３】本発明における算定された経路上を移動する車両に関する説明図である。
【図４】図１のエレメント挿入システムを用いて基盤を挿入する挿入方法のフローチャートである。
【符号の説明】
【００４５】
２  エレメント挿入システム
４  エレメント、基盤
６  コンクリートスラブ
１０  車両
１２  エレメント挿入装置
１４  挿入アーム
１６  位置決め装置
２０  制御ユニット
２２  レシーバー
２６  データ処理装置
３０，３４  反射板
３２  第１測定ステーション
３６  第１マーク
３８  無線送信機
４０  プレート
４２  アンカー
４４  ベッディングロッド
５０  設定経路
５２  矢印
５４、６２  区間
５６〜５８  マーク
６０  第２測定ステーション
７０  フローチャート、ステージ
７４，８０，８６，８８，９０，９４，９６，９８  段階（ステップ）
７６，７８，８２，８４  操作（オペレーション）
【図１】
2007224713.tif 000003
【図２】
2007224713.tif 000004
【図３】
2007224713.tif 000005
【図４】
2007224713.tif 000006