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変位計測方法、及び変位計測装置並びに変位計測用のターゲット 新技術説明会

国内特許コード P120007419
掲載日 2012年4月27日
出願番号 特願2009-509256
登録番号 特許第5330229号
出願日 平成20年3月31日(2008.3.31)
登録日 平成25年8月2日(2013.8.2)
国際出願番号 JP2008056391
国際公開番号 WO2008123510
国際出願日 平成20年3月31日(2008.3.31)
国際公開日 平成20年10月16日(2008.10.16)
優先権データ
  • 特願2007-090953 (2007.3.30) JP
発明者
  • 大島 義信
  • 長谷川 伸二
出願人
  • 国立大学法人京都大学
  • 株式会社ソーキ
発明の名称 変位計測方法、及び変位計測装置並びに変位計測用のターゲット 新技術説明会
発明の概要

レーザ光に対する反射部(12)を有し、反射部(12)が変位計測方向に対して互いに逆に傾くようにして橋桁(3A)に設置される一対のターゲット(10A、10B)と、橋脚(2)等に設置される一対のレーザ距離計(20A、20B)とを変位計測装置(4)に設け、レーザ距離計(20A、20B)から反射部(12)に対して互いに平行な一対のレーザ光を照射し、反射部(12)からレーザ光の入射方向と逆方向に返される反射光をレーザ距離計(20A、20B)で受光して、一対のターゲット(10A、10B)までの距離の変化量を計測し、それらの変化量を利用して、入射方向のずれの影響を排除しつつ橋桁(3A)の鉛直方向の変位を算出する。

従来技術、競合技術の概要


橋梁等の構造物の特定方向の変位を計測する方法及び装置として、階段状の反射部を有するターゲットをその反射部が変位計測方向に対して斜めに傾くようにして橋梁の上部工に設置し、橋脚にはレーザ距離計を設置し、そのレーザ距離計から略水平方向に沿ってターゲットの反射部にレーザ光を照射し、その反射部からの反射光をレーザ距離計で受光することにより、上部工の変位を計測する方法等が提案されている(例えば特許文献1参照)。




【特許文献1】国際公開公報WO2006/011386号

産業上の利用分野


本発明は、橋梁等の構造物、地形等の適宜の箇所に設定された計測対象位置の変位を計測する方法及び装置に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
レーザ光に対する反射部を有する一対のターゲットのそれぞれを、前記反射部が変位計測方向に対して斜めに傾くように、かつ前記反射部の傾きが前記変位計測方向に関して互いに逆向きとなるようにして計測対象の計測対象位置に設置し、
前記一対のターゲットに対して前記変位計測方向に相対的に変位する位置に、レーザ光を利用して距離又は該距離の変化量を出力する一対の距離検出手段を設置し、
前記一対の距離検出手段から前記一対のターゲットのそれぞれの反射部に、前記変位計測方向とは異なる方向でかつ前記反射部に対して斜めに傾く方向から、互いに平行な一対のレーザ光を照射するとともに、前記反射部から前記レーザ光の入射方向と逆方向に返される反射光を前記距離検出手段で受光して、前記距離検出手段から前記一対のターゲットにおけるレーザ光のそれぞれの反射位置までの距離の変化量を計測し、
前記距離の変化量の計測値のそれぞれと、前記変位計測方向と直交する方向を基準入射方向としたときの該基準入射方向に対する前記反射部の傾斜角と、前記変位計測方向の変位との関係を利用して、前記基準入射方向と前記レーザ光の実際の入射方向との間における角度のずれの影響を排除しつつ、前記計測対象位置の前記変位計測方向の変位を算出する変位計測方法。
【請求項2】
前記基準入射方向に対する前記一対のターゲットのそれぞれの反射部の傾斜角の絶対値が互いに等しい請求の範囲第1項に記載の変位計測方法。
【請求項3】
前記基準入射方向に対する前記反射部の傾斜角をθ、前記基準入射方向に対するレーザ光の実際の入射方向のずれ角をα、前記一対のターゲットのそれぞれに関する前記距離の変化量をΔL1、ΔL2としたときに、下式(F1)でずれ角αを算出し、得られたずれ角αを下式(F2)又は(F3)に代入して前記変位計測方向の変位δを算出する請求の範囲第2項に記載の変位計測方法。
【数式1】



【請求項4】
前記基準入射方向に対する前記反射部の傾斜角をθ、前記一対のターゲットのそれぞれに関する前記距離の変化量をΔL1、ΔL2、前記変位計測方向の変位をδとしたときに、下式(F4)により変位δを算出する請求の範囲第2項に記載の変位計測方法。
【数式2】



【請求項5】
前記一対の距離検出手段によって検出された距離の変化量の和に基づいて、前記基準入射方向に対するレーザ光の実際の入射方向のずれ角がゼロとなるように前記一対のレーザ光の入射方向を補正し、補正後の前記距離の変化量の計測値に基づいて前記変位を算出する請求の範囲第2項に記載の変位計測方法。
【請求項6】
レーザ光に対する反射部を有し、前記反射部が変位計測方向に対して斜めに傾くように、かつ前記反射部の傾きが前記変位計測方向に関して互いに逆向きとなるようにして計測対象の計測対象位置に設置される一対のターゲットと、
前記一対のターゲットに対して前記変位計測方向に相対的に変位する位置に設置され、前記変位計測方向とは異なる方向でかつ前記反射部に対して斜めに傾く方向から、互いに平行な一対のレーザ光を照射するとともに、前記反射部から前記レーザ光の入射方向と逆方向に返される反射光を受光して、前記距離検出手段から前記一対のターゲットにおけるレーザ光のそれぞれの反射位置までの距離又は該距離の変化量を出力する一対の距離検出手段と、
を備えた変位計測装置。
【請求項7】
前記変位計測方向と直交する方向を基準入射方向としたときの該基準入射方向に対する前記一対のターゲットのそれぞれの反射部の傾斜角の絶対値が互いに等しくなるように、前記一対のターゲットが設置されている請求の範囲第6項に記載の変位計測装置。
【請求項8】
前記一対のターゲットに関する前記距離の変化量の計測値のそれぞれと、前記変位計測方向と直交する方向を基準入射方向としたときの該基準入射方向に対する前記反射部の傾斜角と、前記変位計測方向の変位との関係を利用して、前記基準入射方向と前記レーザ光の実際の入射方向との間における角度のずれの影響を排除しつつ、前記計測対象位置の前記変位計測方向の変位を算出する変位算出手段を備えた請求の範囲第7項に記載の変位計測装置。
【請求項9】
前記基準入射方向に対する前記反射部の傾斜角をθ、前記基準入射方向に対するレーザ光の実際の入射方向のずれ角をα、前記一対のターゲットのそれぞれに関する前記距離の変化量をΔL1、ΔL2としたときに、前記変位算出手段は、下式(F1)でずれ角αを算出し、得られたずれ角αを下式(F2)又は(F3)に代入して前記変位計測方向の変位δを算出する請求の範囲第8項に記載の変位計測装置。
【数式3】



【請求項10】
前記基準入射方向に対する前記反射部の傾斜角をθ、前記一対のターゲットのそれぞれに関する前記距離の変化量をΔL1、ΔL2、前記変位計測方向の変位をδとしたときに、前記変位算出手段は、下式(F4)により変位δを算出する請求の範囲第8項に記載の変位計測装置。
【数式4】



【請求項11】
レーザ光を反射するための反射部を有し、該反射部には、互いに平行な複数の小反射面が該小反射面の法線方向及び該法線方向と直交する高さ方向のそれぞれに漸次位置をずらして配置され、かつ小反射面間には非反射面が設けられた変位計測用のターゲットにおいて、
前記反射部を前記小反射面の法線方向から見たときに、前記非反射面が前記小反射面よりも前記反射部の高さ方向に後退することにより、前記小反射面同士が前記高さ方向に互いに部分的に重なり合っている変位計測用のターゲット。
【請求項12】
前記非反射面が、前記小反射面の法線方向に対して斜めに傾けられることにより、前記非反射面が前記高さ方向に後退している請求の範囲第11項のターゲット。
【請求項13】
前記非反射面が前記小反射面の法線方向と平行で、かつ前記小反射面が前記高さ方向に関して前記非反射面よりも突出して設けられることにより、前記非反射面が前記高さ方向に後退している請求の範囲第11項のターゲット。
【請求項14】
請求の範囲第11~13項のいずれか一項のターゲットを、前記反射部が変位計測方向に対して斜めに傾くようにして計測対象の計測対象位置に設置し、
前記計測対象位置に対して前記変位計測方向に相対的に変位する位置にレーザ距離計を設置し、
前記レーザ距離計から射出されるレーザ光を、前記変位計測方向とは異なる方向から前記反射部に対して斜め方向に入射させるとともに、前記反射部から前記レーザ光の入射方向と略平行な方向に返される反射光を前記レーザ距離計で受光して前記レーザ距離計から前記反射部における前記レーザ光の反射位置までの距離の変化量を検出し、
検出された変化量と、前記計測対象位置の前記変位計測方向に関する変位との相関関係を利用して、前記変位計測対象位置の前記変位計測方向に関する変位を計測する変位計測方法。
【請求項15】
請求の範囲第11~13項のいずれか一項のターゲットが、前記反射部を変位計測方向に対して斜めに傾けた状態で計測対象の計測対象位置に設置され、
前記計測対象位置に対して前記変位計測方向に相対的に変位する位置には、前記ターゲットの前記反射部に対して前記変位計測方向とは異なる方向でかつ前記反射部に対して斜めに傾く方向からレーザ光を照射し、前記反射部から前記レーザ光の入射方向と略平行な方向に返される反射光を受光して、前記レーザ光の反射位置までの距離又は当該距離の変化量に対応した信号を出力するレーザ距離計が設置されている変位計測装置。
産業区分
  • 測定
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2009509256thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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