(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024041026
(43)【公開日】2024-03-26
(54)【発明の名称】切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法
(51)【国際特許分類】
G01C 15/00 20060101AFI20240318BHJP
E21C 41/00 20060101ALI20240318BHJP
【ＦＩ】
G01C15/00 104Z
E21C41/00
G01C15/00 103Z
【審査請求】有
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023062009
(22)【出願日】2023-04-06
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2024-02-08
(31)【優先権主張番号】202211107584.3
(32)【優先日】2022-09-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(71)【出願人】
【識別番号】518411338
【氏名又は名称】山東科技大学
(74)【代理人】
【識別番号】100146374
【弁理士】
【氏名又は名称】有馬 百子
(72)【発明者】
【氏名】孟 昭勝
(72)【発明者】
【氏名】曽 慶良
(72)【発明者】
【氏名】馬 晨
(72)【発明者】
【氏名】万 麗栄
(72)【発明者】
【氏名】高 魁東
(72)【発明者】
【氏名】張 ▲シン▼
(72)【発明者】
【氏名】李 青海
(72)【発明者】
【氏名】趙 金海
(57)【要約】 （修正有）
【課題】液圧支保に対する位置記述の正確性を高め、切羽面液圧支保群の位置の直線度を確保できる切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法を提供する。
【解決手段】切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法は、端部の液圧支保を全体基準とし、先行の隣接する液圧支保に対して後続液圧支保を対象支保とするステップと、液圧支保架台における、先行の隣接する液圧支保のカメラを向く側において、Ｄ１とＤ２とＤ３との３つの監視点を設置し、前記Ｄ１とＤ２とＤ３とは共線ではなく、二等辺三角形を形成することができず、Ｄ１とＤ２とを結ぶ線が架台のエッジラインに平行であるステップと、カメラによって後続の隣接する液圧支保の監視点を撮像し、撮像した画像をプロセッサに伝送するステップと、プロセッサによって各監視点の座標を解析し、対象液圧支保架台空間状態を得るステップと、を含む。
【選択図】図１９
【解決手段】切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法は、端部の液圧支保を全体基準とし、先行の隣接する液圧支保に対して後続液圧支保を対象支保とするステップと、液圧支保架台における、先行の隣接する液圧支保のカメラを向く側において、Ｄ１とＤ２とＤ３との３つの監視点を設置し、前記Ｄ１とＤ２とＤ３とは共線ではなく、二等辺三角形を形成することができず、Ｄ１とＤ２とを結ぶ線が架台のエッジラインに平行であるステップと、カメラによって後続の隣接する液圧支保の監視点を撮像し、撮像した画像をプロセッサに伝送するステップと、プロセッサによって各監視点の座標を解析し、対象液圧支保架台空間状態を得るステップと、を含む。
【選択図】図１９
【特許請求の範囲】
【請求項1】
切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法であって、ここで、液圧支保架台（１１）に撮像装置が設けられており、前記撮像装置は隣接する液圧支保に向くカメラ（２４）を含み、
前記切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法は、
端部の液圧支保を全体基準とし、先行の隣接する液圧支保に対して後続液圧支保を対象支保とし、後続の隣接する液圧支保に対して先行液圧支保を基準支保とし、Ｘ方向を基準支保の幅方向と、Ｙ方向を基準支保の長さ方向と、Ｚ方向を基準支保の作業高さ方向とそれぞれ定義するステップＳ１と、
液圧支保架台（１１）における、先行の隣接する液圧支保のカメラ（２４）を向く側において、Ｄ１とＤ２とＤ３との３つの監視点を設置するステップであって、前記Ｄ１とＤ２とＤ３とは共線ではなく、二等辺三角形を形成することができず、Ｄ１とＤ２とを結ぶ線が架台（１１）のエッジラインに平行であるステップＳ２と、
カメラ（２４）によって後続の隣接する液圧支保の監視点を撮像し、撮像した画像をプロセッサに伝送するステップＳ３と、
プロセッサによって各監視点の座標を解析し、対象液圧支保架台空間状態を得るステップＳ４と、を含む、切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法。
前記切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法は、
端部の液圧支保を全体基準とし、先行の隣接する液圧支保に対して後続液圧支保を対象支保とし、後続の隣接する液圧支保に対して先行液圧支保を基準支保とし、Ｘ方向を基準支保の幅方向と、Ｙ方向を基準支保の長さ方向と、Ｚ方向を基準支保の作業高さ方向とそれぞれ定義するステップＳ１と、
液圧支保架台（１１）における、先行の隣接する液圧支保のカメラ（２４）を向く側において、Ｄ１とＤ２とＤ３との３つの監視点を設置するステップであって、前記Ｄ１とＤ２とＤ３とは共線ではなく、二等辺三角形を形成することができず、Ｄ１とＤ２とを結ぶ線が架台（１１）のエッジラインに平行であるステップＳ２と、
カメラ（２４）によって後続の隣接する液圧支保の監視点を撮像し、撮像した画像をプロセッサに伝送するステップＳ３と、
プロセッサによって各監視点の座標を解析し、対象液圧支保架台空間状態を得るステップＳ４と、を含む、切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法。
【請求項2】
前記ステップＳ４において各監視点を解析することは、
Ｄ０１（Ｄ０１ｘ， Ｄ０１ｙ， Ｄ０１ｚ）、Ｄ０２（Ｄ０２ｘ， Ｄ０２ｙ， Ｄ０２ｚ）、Ｄ０３（Ｄ０３ｘ， Ｄ０３ｙ， Ｄ０３ｚ）が、基準支保におけるＤ１とＤ２とＤ３との３つの点の基準支保座標系Ｘ０での座標であり、Ｄ１１（Ｄ１１ｘ， Ｄ１１ｙ， Ｄ１１ｚ）、Ｄ１２（Ｄ１２ｘ， Ｄ１２ｙ， Ｄ１２ｚ）、Ｄ１３（Ｄ１３ｘ， Ｄ１３ｙ， Ｄ１３ｚ）が、対象支保におけるＤ１とＤ２とＤ３との３つの点のＸ０での座標であると想定して、ベクトルＤ０１Ｄ０２、Ｄ０２Ｄ０３の基準支保座標系Ｘ０での法線ベクトルｎ０を構築する場合、ｎ０＝Ｄ０１Ｄ０２×Ｄ０２Ｄ０３となり、ベクトルＤ１１Ｄ１２、Ｄ１２Ｄ１３の基準支保座標系Ｘ０での法線ベクトルｎ１を構築する場合、ｎ１＝Ｄ１１Ｄ１２×Ｄ１２Ｄ１３となるステップＳ４－１と、
Ｄ０１を通りｎ０をベクトル方向としてＤ４の点を構築する場合、基準支保座標系Ｘ０でのベクトルはＤ０４＝ｎ０＋Ｄ０１となり、Ｄ１１を通りｎ１をベクトル方向としてＤ４’の点を構築する場合、基準支保座標系Ｘ０でのベクトルはＤ１４＝ｎ１＋Ｄ１１となるステップＳ４－２と、
基準支保におけるＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の点が回転してから並進し、対象支保における対応する点に変換可能であると定義し、ここで、回転の場合に、回転マトリックスＲ１とし、回転軸をユーザの選択に応じてカスタマイズすると、Ｒ１は３×３マトリックスとなり、９つの未知量を含み、並進の場合に、並進マトリックスＳ１とし、Ｓ１は３×１マトリックスとなり、３つの未知量を含み、基準支保におけるＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の点と対象支保におけるＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４’の点との座標に基づいて、式（１）に示すマトリックスＰ０とＰ１を構築するステップＳ４－３と、
式（２）のようにするステップであって、ここで、式（３）に示すようにＴは４次マトリックスである場合に、対象支保における任意の点の座標Ｄ０ｍは、変換マトリックスＴによって、その基準支保での座標Ｄ１ｍを、式（４）に示すように得るステップＳ４－４と、
後続の各対象支保の架台状態を順次検知し、ｎ番目支保におけるＤ０ｐの点とすると、その１番目支保におけるマッピング座標Ｄ （ｎ－１）ｐは、式（５）に示すようになるステップＳ４－５と、を含む、請求項１に記載の切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法。
Ｄ０１（Ｄ０１ｘ， Ｄ０１ｙ， Ｄ０１ｚ）、Ｄ０２（Ｄ０２ｘ， Ｄ０２ｙ， Ｄ０２ｚ）、Ｄ０３（Ｄ０３ｘ， Ｄ０３ｙ， Ｄ０３ｚ）が、基準支保におけるＤ１とＤ２とＤ３との３つの点の基準支保座標系Ｘ０での座標であり、Ｄ１１（Ｄ１１ｘ， Ｄ１１ｙ， Ｄ１１ｚ）、Ｄ１２（Ｄ１２ｘ， Ｄ１２ｙ， Ｄ１２ｚ）、Ｄ１３（Ｄ１３ｘ， Ｄ１３ｙ， Ｄ１３ｚ）が、対象支保におけるＤ１とＤ２とＤ３との３つの点のＸ０での座標であると想定して、ベクトルＤ０１Ｄ０２、Ｄ０２Ｄ０３の基準支保座標系Ｘ０での法線ベクトルｎ０を構築する場合、ｎ０＝Ｄ０１Ｄ０２×Ｄ０２Ｄ０３となり、ベクトルＤ１１Ｄ１２、Ｄ１２Ｄ１３の基準支保座標系Ｘ０での法線ベクトルｎ１を構築する場合、ｎ１＝Ｄ１１Ｄ１２×Ｄ１２Ｄ１３となるステップＳ４－１と、
Ｄ０１を通りｎ０をベクトル方向としてＤ４の点を構築する場合、基準支保座標系Ｘ０でのベクトルはＤ０４＝ｎ０＋Ｄ０１となり、Ｄ１１を通りｎ１をベクトル方向としてＤ４’の点を構築する場合、基準支保座標系Ｘ０でのベクトルはＤ１４＝ｎ１＋Ｄ１１となるステップＳ４－２と、
基準支保におけるＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の点が回転してから並進し、対象支保における対応する点に変換可能であると定義し、ここで、回転の場合に、回転マトリックスＲ１とし、回転軸をユーザの選択に応じてカスタマイズすると、Ｒ１は３×３マトリックスとなり、９つの未知量を含み、並進の場合に、並進マトリックスＳ１とし、Ｓ１は３×１マトリックスとなり、３つの未知量を含み、基準支保におけるＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の点と対象支保におけるＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４’の点との座標に基づいて、式（１）に示すマトリックスＰ０とＰ１を構築するステップＳ４－３と、
式（２）のようにするステップであって、ここで、式（３）に示すようにＴは４次マトリックスである場合に、対象支保における任意の点の座標Ｄ０ｍは、変換マトリックスＴによって、その基準支保での座標Ｄ１ｍを、式（４）に示すように得るステップＳ４－４と、
後続の各対象支保の架台状態を順次検知し、ｎ番目支保におけるＤ０ｐの点とすると、その１番目支保におけるマッピング座標Ｄ （ｎ－１）ｐは、式（５）に示すようになるステップＳ４－５と、を含む、請求項１に記載の切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法。
【請求項3】
端部の液圧支保を記述基準とし、端部の液圧支保架台（１１）の重心Ｄｇ１を中心とし、切羽面要件Ｌｙ及びＬｚを辺長とし、ＹＯＺ平面において記述平面を作成し、後続の各対象支保の座標を式（５）に従って記述平面にマッピングさせ、液圧支保架台空間の記述空間を形成し、各液圧支保のＹ方向及びＺ方向の整列度合を観察するステップＳ５をさらに含む、請求項２に記載の切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法。
【請求項4】
カメラ（２４）のＹ方向における撮像範囲は、対象支保推移ステップＬｐをカバーすると共に、Ｙ方向における動き閾値±Δｙを含み、カメラ（２４）のＸ方向における撮像範囲は、Ｘ方向における動き閾値－Δｘ１と＋Δｘ２とを含み、カメラ（２４）のＺ方向における撮像範囲は、Ｚ方向における動き閾値±Δｚを含む、請求項１に記載の切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法。
【請求項5】
カメラ（２４）の裏面にマークポイント（２５）が設けられており、基準支保のカメラ（２４）によって対象支保におけるマークポイント（２５）を撮像した後、マークポイント（２５）の座標を解析したうえ、監視点の座標を解析する、請求項１に記載の切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法。
【請求項6】
架台（１１）には、レーザ照射装置とレーザ受光装置とが設けられており、前記レーザ照射装置は、対象支保に向かって設けられたレーザ照射器（３４）を含み、前記レーザ照射器（３４）の円心位置において中心強光源（３４１）が設けられ、中心強光源（３４１）の外側において環状弱光源（３４２）が周方向に沿って均等に配置され、前記中心強光源（３４１）の半径がｒ１とし、環状弱光源（３４２）のエッジ包絡線の包絡半径がｒ２とし、レーザ受光装置は、基準支保に向かって設けられた第１レーザ受光器（５１）を含み、前記第１レーザ受光器（５１）の円心位置において中心受光領域（５１１）が設けられ、第１レーザ受光器（５１）の残りの領域においてレーザ受光モジュール（５１２）が埋められ、前記中心受光領域（５１１）の半径がｒ３とし、第１レーザ受光器（５１）の半径がｒ４とし、中心強光源（３４１）のレーザを受光する際に、照射された中心受光領域（５１１）及び／又はレーザ受光モジュール（５１２）はハイレベル信号を発生し、環状弱光源（３４２）のレーザを受光する際に、照射された中心受光領域（５１１）及び／又はレーザ受光モジュール（５１２）はローレベル信号を発生し、レーザが照射されていない際に、中心受光領域（５１１）及びレーザ受光モジュール（５１２）はレベル信号を発生しない、請求項１に記載の切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法。
【請求項7】
対象支保空間状態を得た後、対象支保姿勢検出精度に対して誤差水準分類を行い、ここで、誤差水準分類を行うことは、
対象支保に対する位置検出誤差Δと、Ｌ１水準閾値δ１（δ１＝ｒ１＋ｒ３）と、Ｌ２水準閾値δ２（δ２＝ｒ１＋ｒ４）と、Ｌ３水準閾値δ３（δ３＝ｒ２＋ｒ４）とをそれぞれ定義するステップＳ６－１と、
（１）連続的な複数の対象支保の間で、Δ≦δ１の場合に、検出結果がＬ１水準であると判定し、
（２）対象支保がδ１＜Δ≦δ２の場合に、検出結果がＬ２水準であると判定し、
（３）対象支保がδ２＜Δ≦δ３の場合に、検出結果がＬ３水準であると判定し、
（４）対象支保がΔ＞δ３の場合に、検出結果がＬ４水準であると判定する、ステップＳ６－２と、を含む、請求項６に記載の切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法。
対象支保に対する位置検出誤差Δと、Ｌ１水準閾値δ１（δ１＝ｒ１＋ｒ３）と、Ｌ２水準閾値δ２（δ２＝ｒ１＋ｒ４）と、Ｌ３水準閾値δ３（δ３＝ｒ２＋ｒ４）とをそれぞれ定義するステップＳ６－１と、
（１）連続的な複数の対象支保の間で、Δ≦δ１の場合に、検出結果がＬ１水準であると判定し、
（２）対象支保がδ１＜Δ≦δ２の場合に、検出結果がＬ２水準であると判定し、
（３）対象支保がδ２＜Δ≦δ３の場合に、検出結果がＬ３水準であると判定し、
（４）対象支保がΔ＞δ３の場合に、検出結果がＬ４水準であると判定する、ステップＳ６－２と、を含む、請求項６に記載の切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法。
【請求項8】
前記レーザ照射装置は、支持ベース（３１）と、第１モータ（３２）と、支持台（３３）と、レーザ照射器（３４）と、第２モータ（３５）と、をさらに含み、前記支持ベース（３１）が架台（１１）に固定して連結され、第１モータ（３２）が垂直方向に沿って支持ベース（３１）に設けられ、支持台（３３）が第１モータ（３２）の上方に連結されると共に、第１モータ（３２）の駆動によって水平方向に回動可能であり、レーザ照射器（３４）が支持台（３３）に回動可能に設けられると共に、第２モータ（３５）が水平方向に沿って支持台（３３）に取り付けられ、第２モータ（３５）がレーザ照射器（３４）を回動駆動し、
架台（１１）には、第３モータ（４１）と、伸長軸（４２）と、第２レーザ受光器（４３）とを含む累積誤差検査装置をさらに設けられており、前記第３モータ（４１）が水平方向に沿って架台（１１）に設けられると共に、伸長軸（４２）を回動駆動し、第２レーザ受光器（４３）が伸長軸（４２）に固定して連結され、前記第２レーザ受光器（４３）が、第１レーザ受光器（５１）と同じ構成を有する、請求項７に記載の切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法。
架台（１１）には、第３モータ（４１）と、伸長軸（４２）と、第２レーザ受光器（４３）とを含む累積誤差検査装置をさらに設けられており、前記第３モータ（４１）が水平方向に沿って架台（１１）に設けられると共に、伸長軸（４２）を回動駆動し、第２レーザ受光器（４３）が伸長軸（４２）に固定して連結され、前記第２レーザ受光器（４３）が、第１レーザ受光器（５１）と同じ構成を有する、請求項７に記載の切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法。
【請求項9】
誤差水準分類を行った後、累積誤差検査を行い、ここで、累積誤差検査を行うことは、
第２レーザ受光器（４３）の中心座標をＤ１ｊ（Ｄ１ｊｘ， Ｄ１ｊｙ， Ｄ１ｊｚ）と定義する場合、式（６）によって得られた２つの結果のうち、対象支保架台（１１）から明らかに外れた座標を排除することで、第２レーザ受光器（４３）の中心座標Ｄ１ｊ（Ｄ１ｊｘ， Ｄ１ｊｙ， Ｄ１ｊｚ）を得、レーザ照射器（３４）の基準支保座標系での座標をＤ０ｃ（Ｄ０ｃｘ， Ｄ０ｃｙ， Ｄ０ｃｚ）と定義し、第２レーザ受光器（４３）の中心強光源を中心受光領域（５１１）に合わせる際に、第１モータ（３２）及び第２モータ（３５）の回転の角度がそれぞれＡ１及びＡ２となる必要があり、Ａ１及びＡ２は式（７）に示すようになるステップＳ７を含む、請求項８に記載の切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法。
第２レーザ受光器（４３）の中心座標をＤ１ｊ（Ｄ１ｊｘ， Ｄ１ｊｙ， Ｄ１ｊｚ）と定義する場合、式（６）によって得られた２つの結果のうち、対象支保架台（１１）から明らかに外れた座標を排除することで、第２レーザ受光器（４３）の中心座標Ｄ１ｊ（Ｄ１ｊｘ， Ｄ１ｊｙ， Ｄ１ｊｚ）を得、レーザ照射器（３４）の基準支保座標系での座標をＤ０ｃ（Ｄ０ｃｘ， Ｄ０ｃｙ， Ｄ０ｃｚ）と定義し、第２レーザ受光器（４３）の中心強光源を中心受光領域（５１１）に合わせる際に、第１モータ（３２）及び第２モータ（３５）の回転の角度がそれぞれＡ１及びＡ２となる必要があり、Ａ１及びＡ２は式（７）に示すようになるステップＳ７を含む、請求項８に記載の切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法。
【請求項10】
最大許容誤差をΔ１と定義し、Δ１値を予め設定しておき、
（１）Ｌ１水準誤差結果については、検出結果が十分に正確であり、誤差検査を行う必要がないと判定し、
（２）Ｌ２水準誤差結果に対しては、検出結果が比較的に正確であり、Ｘ１台の液圧支保おきに累積誤差検査を行い、Ｘ１＝［Δ１／δ２］となると判定し、
（３）Ｌ３水準誤差結果については、検出結果が比較的粗く、Ｘ２台の液圧支保おきに累積誤差検査を行い、Ｘ２＝［Δ１／δ３］となると判定し、
（４）Ｌ４水準誤差結果については、検出が故障したと判定し、プロセッサは、操作者が手動で修復するように指導するために故障信号を送信する、請求項９に記載の切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法。
（１）Ｌ１水準誤差結果については、検出結果が十分に正確であり、誤差検査を行う必要がないと判定し、
（２）Ｌ２水準誤差結果に対しては、検出結果が比較的に正確であり、Ｘ１台の液圧支保おきに累積誤差検査を行い、Ｘ１＝［Δ１／δ２］となると判定し、
（３）Ｌ３水準誤差結果については、検出結果が比較的粗く、Ｘ２台の液圧支保おきに累積誤差検査を行い、Ｘ２＝［Δ１／δ３］となると判定し、
（４）Ｌ４水準誤差結果については、検出が故障したと判定し、プロセッサは、操作者が手動で修復するように指導するために故障信号を送信する、請求項９に記載の切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は液圧支保位置姿勢検出分野に関し、特に切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法に関する。
【背景技術】
【0002】
炭鉱総合採掘の自動化は無人化、省力化に進んでおり、より安全な採掘を実現するために、液圧支保の姿勢を監視し、軽微の場合は作業の進度に悪影響を与え作業効率を下げてしまい、深刻な場合は液圧支保が損壊し作業者の死傷を引き起こしてしまうなどの、液圧支保の誤動作による採掘への重大な安全上の事故や経済的損失を回避する必要がある。現在、液圧支保の天板、底板の姿勢検出にはすでに多くの監視方法が知られており、多くの場合、傾斜角センサやストラップダウン慣性航法などの方式が使用されているが、傾斜角センサを用いて天板、底板で液圧支保の姿勢や角度を検出する場合に、その傾斜角誤差が累積して増大し、さらに、傾斜角センサによる液圧支保の姿勢検出には、角度の急激な変化に対してひずみが生じ、かつ、精度が一般的に高くないなど、いくつかの課題が存在している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明は、上記の問題を解決し、切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法を提供することを目的とし、採用される技術的方案は以下のとおりである。
【課題を解決するための手段】
【0004】
切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法であって、ここで、液圧支保架台に撮像装置が設けられており、前記撮像装置は隣接する液圧支保に向くカメラを含み、
【0005】
切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法は、
端部の液圧支保を全体基準とし、先行の隣接する液圧支保に対して後続液圧支保を対象支保とし、後続の隣接する液圧支保に対して先行液圧支保を基準支保とし、Ｘ方向を基準支保の幅方向と、Ｙ方向を基準支保の長さ方向と、Ｚ方向を基準支保の作業高さ方向とそれぞれ定義するステップＳ１と、
端部の液圧支保を全体基準とし、先行の隣接する液圧支保に対して後続液圧支保を対象支保とし、後続の隣接する液圧支保に対して先行液圧支保を基準支保とし、Ｘ方向を基準支保の幅方向と、Ｙ方向を基準支保の長さ方向と、Ｚ方向を基準支保の作業高さ方向とそれぞれ定義するステップＳ１と、
【0006】
液圧支保架台（１１）における、先行の隣接する液圧支保のカメラを向く側において、Ｄ１とＤ２とＤ３との３つの監視点を設置するステップであって、前記Ｄ１とＤ２とＤ３とは共線ではなく、二等辺三角形を形成することができず、Ｄ１とＤ２とを結ぶ線が架台のエッジラインに平行であるステップＳ２と、
【0007】
カメラによって後続の隣接する液圧支保の監視点を撮像し、撮像した画像をプロセッサに伝送するステップＳ３と、
【0008】
プロセッサによって各監視点の座標を解析し、対象液圧支保架台空間状態を得るステップＳ４と、を含む。
【0009】
上記の方案に基づいて、前記ステップＳ４において各監視点を解析することは、
Ｄ０１（Ｄ０１ｘ， Ｄ０１ｙ， Ｄ０１ｚ）、Ｄ０２（Ｄ０２ｘ， Ｄ０２ｙ， Ｄ０２ｚ）、Ｄ０３（Ｄ０３ｘ， Ｄ０３ｙ， Ｄ０３ｚ）が、基準支保におけるＤ１とＤ２とＤ３との３つの点の基準支保座標系Ｘ０での座標であり、Ｄ１１（Ｄ１１ｘ， Ｄ１１ｙ， Ｄ１１ｚ）、Ｄ１２（Ｄ１２ｘ， Ｄ１２ｙ， Ｄ１２ｚ）、Ｄ１３（Ｄ１３ｘ， Ｄ１３ｙ， Ｄ１３ｚ）が、対象支保におけるＤ１とＤ２とＤ３との３つの点のＸ０での座標であると想定して、ベクトルＤ０１Ｄ０２、Ｄ０２Ｄ０３の基準支保座標系Ｘ０での法線ベクトルｎ０を構築する場合、ｎ０＝Ｄ０１Ｄ０２×Ｄ０２Ｄ０３となり、ベクトルＤ１１Ｄ１２、Ｄ１２Ｄ１３の基準支保座標系Ｘ０での法線ベクトルｎ１を構築する場合、ｎ１＝Ｄ１１Ｄ１２×Ｄ１２Ｄ１３となるステップＳ４－１と、
Ｄ０１（Ｄ０１ｘ， Ｄ０１ｙ， Ｄ０１ｚ）、Ｄ０２（Ｄ０２ｘ， Ｄ０２ｙ， Ｄ０２ｚ）、Ｄ０３（Ｄ０３ｘ， Ｄ０３ｙ， Ｄ０３ｚ）が、基準支保におけるＤ１とＤ２とＤ３との３つの点の基準支保座標系Ｘ０での座標であり、Ｄ１１（Ｄ１１ｘ， Ｄ１１ｙ， Ｄ１１ｚ）、Ｄ１２（Ｄ１２ｘ， Ｄ１２ｙ， Ｄ１２ｚ）、Ｄ１３（Ｄ１３ｘ， Ｄ１３ｙ， Ｄ１３ｚ）が、対象支保におけるＤ１とＤ２とＤ３との３つの点のＸ０での座標であると想定して、ベクトルＤ０１Ｄ０２、Ｄ０２Ｄ０３の基準支保座標系Ｘ０での法線ベクトルｎ０を構築する場合、ｎ０＝Ｄ０１Ｄ０２×Ｄ０２Ｄ０３となり、ベクトルＤ１１Ｄ１２、Ｄ１２Ｄ１３の基準支保座標系Ｘ０での法線ベクトルｎ１を構築する場合、ｎ１＝Ｄ１１Ｄ１２×Ｄ１２Ｄ１３となるステップＳ４－１と、
【0010】
Ｄ０１を通りｎ０をベクトル方向としてＤ４の点を構築する場合、基準支保座標系Ｘ０でのベクトルはＤ０４＝ｎ０＋Ｄ０１となり、Ｄ１１を通りｎ１をベクトル方向としてＤ４’の点を構築する場合、基準支保座標系Ｘ０でのベクトルはＤ１４＝ｎ１＋Ｄ１１となるステップＳ４－２と、
【0011】
基準支保におけるＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の点が回転（回転マトリックスＲ１とし、回転軸をユーザの選択に応じてカスタマイズすると、Ｒ１は３×３マトリックスとなり、９つの未知量を含む。）してから並進（並進マトリックスＳ１とし、Ｓ１は３×１マトリックスとなり、３つの未知量を含む。）し、対象支保における対応する点に変換可能であると定義し、基準支保におけるＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の点と対象支保におけるＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４’の点との座標に基づいて、式（１）に示すマトリックスＰ０とＰ１を構築するステップＳ４－３と、
【0012】
【0013】
【0014】
上記の方案に基づいて、切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法は、
端部の液圧支保を記述基準とし、端部の液圧支保架台の重心Ｄｇ１を中心とし、切羽面要件Ｌｙ及びＬｚを辺長とし、ＹＯＺ平面において記述平面を作成し、後続の各対象支保の座標を式（５）に従って記述平面にマッピングさせ、液圧支保架台空間の記述空間を形成し、各液圧支保のＹ方向及びＺ方向の整列度合を観察するステップＳ５をさらに含む。
端部の液圧支保を記述基準とし、端部の液圧支保架台の重心Ｄｇ１を中心とし、切羽面要件Ｌｙ及びＬｚを辺長とし、ＹＯＺ平面において記述平面を作成し、後続の各対象支保の座標を式（５）に従って記述平面にマッピングさせ、液圧支保架台空間の記述空間を形成し、各液圧支保のＹ方向及びＺ方向の整列度合を観察するステップＳ５をさらに含む。
【0015】
好ましくは、カメラのＹ方向における撮像範囲は、対象支保推移ステップＬｐをカバーすると共に、Ｙ方向における動き閾値±Δｙを含み、カメラのＸ方向における撮像範囲は、Ｘ方向における動き閾値－Δｘ１と＋Δｘ２とを含み、カメラのＺ方向における撮像範囲は、Ｚ方向における動き閾値±Δｚを含む。
【0016】
好ましくは、カメラの裏面にマークポイントが設けられており、基準支保のカメラによって対象支保におけるマークポイントを撮像した後、マークポイントの座標を解析したうえ、監視点の座標を解析する。
【0017】
好ましくは、架台には、レーザ照射装置とレーザ受光装置とが設けられており、前記レーザ照射装置は、対象支保に向かって設けられたレーザ照射器を含み、前記レーザ照射器の円心位置において中心強光源が設けられ、中心強光源の外側において環状弱光源が周方向に沿って均等に配置され、前記中心強光源の半径がｒ１とし、環状弱光源のエッジ包絡線の包絡半径がｒ２とし、レーザ受光装置は、基準支保に向かって設けられた第１レーザ受光器を含み、前記第１レーザ受光器の円心位置において中心受光領域が設けられ、第１レーザ受光器の残りの領域においてレーザ受光モジュールが埋められ、前記中心受光領域の半径がｒ３とし、第１レーザ受光器の半径がｒ４とし、中心強光源のレーザを受光する際に、照射された中心受光領域及び／又はレーザ受光モジュールはハイレベル信号を発生し、環状弱光源のレーザを受光する際に、照射された中心受光領域及び／又はレーザ受光モジュールはローレベル信号を発生し、レーザが照射されていない際に、中心受光領域及びレーザ受光モジュールはレベル信号を発生しない。
【0018】
上記の方案に基づいて、対象支保空間状態を得た後、対象支保姿勢検出精度に対して誤差水準分類を行い、ここで、誤差水準分類を行うことは、
【0019】
対象支保に対する位置検出誤差Δと、Ｌ１水準閾値δ１（δ１＝ｒ１＋ｒ３）と、Ｌ２水準閾値δ２（δ２＝ｒ１＋ｒ４）と、Ｌ３水準閾値δ３（δ３＝ｒ２＋ｒ４）と、それぞれ定義するステップＳ６－１と、
【0020】
（１）連続的な複数の対象支保の間で、Δ≦δ１の場合に、検出結果がＬ１水準であると判定し、
（２）対象支保がδ１＜Δ≦δ２の場合に、検出結果がＬ２水準であると判定し、
（２）対象支保がδ１＜Δ≦δ２の場合に、検出結果がＬ２水準であると判定し、
【0021】
（３）対象支保がδ２＜Δ≦δ３の場合に、検出結果がＬ３水準であると判定し、
（４）対象支保がΔ＞δ３の場合に、検出結果がＬ４水準であると判定する、ステップＳ６－２と、を含む。
（４）対象支保がΔ＞δ３の場合に、検出結果がＬ４水準であると判定する、ステップＳ６－２と、を含む。
【0022】
上記の方案に基づいて、前記レーザ照射装置は、支持ベースと、第１モータと、支持台と、レーザ照射器と、第２モータと、をさらに含み、前記支持ベースが架台に固定して連結され、第１モータが垂直方向に沿って支持ベースに設けられ、支持台が第１モータの上方に連結されると共に、第１モータの駆動によって水平方向に回動可能であり、レーザ照射器が支持台に回動可能に設けられると共に、第２モータが水平方向に沿って支持台に取り付けられ、第２モータがレーザ照射器を回動駆動し、架台には、第３モータと、伸長軸と、第２レーザ受光器と、を含む累積誤差検査装置がさらに設けられており、前記第３モータが水平方向に沿って架台に設けられると共に、伸長軸を回動駆動し、第２レーザ受光器が伸長軸に固定して連結され、前記第２レーザ受光器が、第１レーザ受光器と同じ構成を有する。
【0023】
上記の方案に基づいて、誤差水準分類を行った後、累積誤差検査を行い、ここで、累積誤差検査を行うことは、
【0024】
第２レーザ受光器の中心座標をＤ１ｊ（Ｄ１ｊｘ， Ｄ１ｊｙ， Ｄ１ｊｚ）と定義する場合、
式（６）によって得られた２つの結果のうち、対象支保架台から明らかに外れた座標を排除することで、第２レーザ受光器の中心座標Ｄ１ｊ（Ｄ１ｊｘ， Ｄ１ｊｙ， Ｄ１ｊｚ）を得、レーザ照射器の基準支保座標系での座標をＤ０ｃ（Ｄ０ｃｘ， Ｄ０ｃｙ， Ｄ０ｃｚ）と定義し、中心強光源を第２レーザ受光器の中心受光領域に合わせる際に、第１モータ及び第２モータの回転の角度がそれぞれＡ１及びＡ２となる必要があり、Ａ１及びＡ２は式（７）に示すようになるステップＳ７を含む。
【0025】
【0026】
上記の方案に基づいて、最大許容誤差をΔ１と定義し、Δ１値を予め設定しておき、
（１）Ｌ１水準誤差結果については、検出結果が十分に正確であり、誤差検査を行う必要がないと判定し、
（２）Ｌ２水準誤差結果に対しては、検出結果が比較的に正確であり、Ｘ１台の液圧支保おきに累積誤差検査を行い、Ｘ１＝［Δ１／δ２］となると判定し、
（１）Ｌ１水準誤差結果については、検出結果が十分に正確であり、誤差検査を行う必要がないと判定し、
（２）Ｌ２水準誤差結果に対しては、検出結果が比較的に正確であり、Ｘ１台の液圧支保おきに累積誤差検査を行い、Ｘ１＝［Δ１／δ２］となると判定し、
【0027】
（３）Ｌ３水準誤差結果については、検出結果が比較的粗く、Ｘ２台の液圧支保おきに累積誤差検査を行い、Ｘ２＝［Δ１／δ３］となると判定し、
（４）Ｌ４水準誤差結果については、検出が故障したと判定し、プロセッサは、操作者が手動で修復するように指導するために故障信号を送信する。
（４）Ｌ４水準誤差結果については、検出が故障したと判定し、プロセッサは、操作者が手動で修復するように指導するために故障信号を送信する。
【発明の効果】
【0028】
本発明の有益な効果は以下のとおりである。隣接する液圧支保架台における監視点の座標を解析することによって、各支保架台の位置を順次取得し、各方向での整列度合を直感的に観察することができ、ひな型及び機械の構成が簡単であり、記述結果の信頼性が高く、液圧支保の取り付け数や空間による限制を受けない。レーザ照射装置、レーザ受光装置及び累積誤差検査装置を利用して、状態記述結果に対して精度チェックを２回行うことによって、液圧支保に対する位置記述の正確性を高め、切羽面液圧支保群の位置の直線度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】本発明に係る液圧支保の側面図である。
【図2】本発明の撮像装置の構成を示す模式図である。
【図3】本発明の撮像装置のマークポイントを示す模式図である。
【図4】本発明の撮像装置の撮像範囲の側面図である。
【図5】本発明の撮像装置の撮像範囲の上面図である。
【図6】本発明の液圧支保架台群の状態記述平面図である。
【図7】本発明の液圧支保架台群の状態記述斜視図である。
【図8】本発明の液圧支保架台群の状態記述マッピング図である。
【図9】本発明に係る液圧支保架台の上面図である。
【図10】本発明のレーザ照射装置の構成を示す模式図である。
【図11】本発明のレーザ照射器の光源分布を示す模式図である。
【図12】本発明のレーザ受光装置の構成を示す模式図である。
【図13】本発明のレーザ受光装置の各取り付け状態図である。
【図14】本発明の第１レーザ受光器の構成を示す模式図である。
【図15】本発明のレーザ照射装置のモータの回転角度を示す模式図である。
【図16】本発明のレーザチェック閾値δ１の結果を示す模式図である。
【図17】本発明のレーザチェック閾値δ２の結果を示す模式図である。
【図18】本発明のレーザチェック閾値δ３の結果を示す模式図である。
【図19】本発明の状態記述のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下、図面及び実施例を参照して本発明についてさらに説明する。
【0031】
本発明では、別に明確な規定や限定がない限り、「取り付ける」、「連結」、「接続」、「固定」などの用語は広義に理解すべきであり、例えば、固定接続、取り外し可能な接続、又は一体化であってもよく、直接連結、中間部品を介した間接的な連結、２つの構成要素の内部連通又は２つの構成要素の相互作用関係であってもよい。当業者にとっては、具体的な状況に応じて上記の用語の本発明での具体的な意味を理解することができる。
【0032】
なお、本発明の説明において、「中心」、「長さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」などの用語により示される方位又は位置関係は図面に示される方位又は位置関係に基づくものであり、本発明を説明しやすくし、説明を簡潔にするために過ぎず、係る装置又は構成要素が必ずしも特定の方位を有したり、特定の方位で構成、操作されたりすることを指示又は示唆するものではなく、よって、本発明を制限するものとして理解すべきではない。さらに、「第１」、「第２」という用語は説明するために過ぎず、相対重要性を指示又は示唆したり、係る技術的特徴の数を暗黙的に示すものとして理解すべきではない。よって、「第１」、「第２」により限定される特徴は、１つ又は複数の当該特徴を明示的又は暗黙的に含んでもよい。本発明の説明においては、特に断らない限り、「複数」とは２つ以上を意味する。
【0033】
本発明では、特に明確な規定や限定がない限り、第１特徴が第２特徴の「上」又は「下」にあるとは、第１特徴と第２特徴が直接接触していてもよいし、第１特徴と第２特徴が直接接触せずにこれらの別の特徴を介して接触していてもよい。さらに、第１特徴が第２特徴の「上」、「上方」及び「上面」にあるとは、第１特徴が第２特徴の真上や斜め上にあるか、単に第１特徴の水平方向の高さが第２特徴よりも高いことを意味する。第１特徴が第２特徴の「下」、「下方」及び「下面」にあるとは、第１特徴が第２特徴の真下や斜め下にあるか、単に第１特徴の水平方向の高さが第２特徴よりも低いことを意味する。
【0034】
図１～図３及び図９に示すように、切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法では、液圧支保架台１１に撮像装置が設けられ、前記撮像装置は隣接する液圧支保に向くカメラ２４を含み、撮像装置の取り付け位置は、立柱１２に遮断されず、また液圧支保の昇降動作の妨げにならないようにすべきである。撮像装置は、順次接続された位置決めベース２１、位置決めロッド２２及び取り付けベース２３を含み、位置決めベース２１は、架台１１の両側に設けられ、撮像方向に応じて相応の側に取り付けられ（右方を撮像する場合、架台１１の右側に取り付けられ、左方を撮像する場合、架台１１の左側に取り付けられる）、カメラ２４は取り付けベース２３に取り付けられ、複数組みの単眼カメラを組み合わせたものであってもよく、双眼カメラや三眼カメラを使用してもよい。カメラ２４の裏面にマークポイント２５が設けられ、具体的には、マークポイント２５は、取り付け座２３における、カメラ２４から離れた側に設けられる。図４及び図５に示すように、カメラ２４のＹ方向における撮像範囲は、対象支保の推移ステップＬｐをカバーすると共に、Ｙ方向における動き閾値±Δｙを含み、カメラ２４のＸ方向における撮像範囲は、Ｘ方向における動き閾値－Δｘ１及び＋Δｘ２をカバーし、Ｚ方向における撮像範囲は、Ｚ方向における動き閾値±Δｚをカバーし、これによって、対象支保が移動する前後、又は架台が相対的に偏向した場合にも、対象支保がカメラ２４で撮像されることを確保する。
【0035】
切羽面液圧支保架台群状態検知記述方法は、図１９に示すように、以下のステップＳ１～Ｓ７を含む。
【0036】
Ｓ１において、端部の液圧支保を全体基準とし、先行の隣接する液圧支保に対して後続液圧支保を対象支保とし、後続の隣接する液圧支保に対して先行液圧支保を基準支保とし、Ｘ方向を基準支保の幅方向と、Ｙ方向を基準支保の長さ方向と、Ｚ方向を基準支保の作業高さ方向とそれぞれ定義する。
【0037】
Ｓ２において、液圧支保架台（１１）における、先行の隣接する液圧支保のカメラ（２４）を向く側において、Ｄ１とＤ２とＤ３との３つの監視点を設置するステップであって、前記Ｄ１とＤ２とＤ３とは共線ではなく、二等辺三角形を形成することができず、Ｄ１とＤ２とを結ぶ線が架台（１１）のエッジラインに平行である。
【0038】
Ｓ３において、基準支保のカメラ２４によって対象支保のマークポイント２５を撮像した後、対象支保架台１１がスライドなどの要因により基準支保架台１１に近つきすぎた（距離は－Δｘ１未満）場合に、カメラ２４が対象支保架台１１の監視点を撮像できず、マークポイントが消失してしまうことを回避するために、マークポイント２５の座標を解析する。プロセッサによって、対象支保におけるマークポイント２５の、基準支保に対する座標を解析し、対象支保と基準支保架台とのリアルタイムな距離を取得し、この距離と支保間の所定の中心距離との差を比較することにより、対象支保架台１１の位置について自己調整が必要であるか否か、又は手動で調整するように作業者に通知するか否かを判断する。カメラ２４によって後続の隣接する液圧支保の監視点を撮像し、撮像した画像をプロセッサに伝送する。
【0039】
Ｓ４において、プロセッサによって各監視点の座標を解析し、対象液圧支保架台空間状態を得、解析することは、ステップＳ４－１～ステップＳ４－５を含む。
Ｓ４－１において、Ｄ０１（Ｄ０１ｘ， Ｄ０１ｙ， Ｄ０１ｚ）、Ｄ０２（Ｄ０２ｘ， Ｄ０２ｙ， Ｄ０２ｚ）、Ｄ０３（Ｄ０３ｘ， Ｄ０３ｙ， Ｄ０３ｚ）が、基準支保におけるＤ１とＤ２とＤ３との３つの点の基準支保座標系Ｘ０での座標であり、Ｄ１１（Ｄ１１ｘ， Ｄ１１ｙ， Ｄ１１ｚ）、Ｄ１２（Ｄ１２ｘ， Ｄ１２ｙ， Ｄ１２ｚ）、Ｄ１３（Ｄ１３ｘ， Ｄ１３ｙ， Ｄ１３ｚ）が、対象支保におけるＤ１とＤ２とＤ３との３つの点のＸ０での座標であると想定して、ベクトルＤ０１Ｄ０２、Ｄ０２Ｄ０３の基準支保座標系Ｘ０での法線ベクトルｎ０を構築する場合、ｎ０＝Ｄ０１Ｄ０２×Ｄ０２Ｄ０３となり、ベクトルＤ１１Ｄ１２、Ｄ１２Ｄ１３の基準支保座標系Ｘ０での法線ベクトルｎ１を構築する場合、ｎ１＝Ｄ１１Ｄ１２×Ｄ１２Ｄ１３となる。
Ｓ４－２において、Ｄ０１を通りｎ０をベクトル方向としてＤ４の点を構築する場合、基準支保座標系Ｘ０でのベクトルはＤ０４＝ｎ０＋Ｄ０１となり、Ｄ１１を通りｎ１をベクトル方向としてＤ４’の点を構築する場合、基準支保座標系Ｘ０でのベクトルはＤ１４＝ｎ１＋Ｄ１１となる。
Ｓ４－１において、Ｄ０１（Ｄ０１ｘ， Ｄ０１ｙ， Ｄ０１ｚ）、Ｄ０２（Ｄ０２ｘ， Ｄ０２ｙ， Ｄ０２ｚ）、Ｄ０３（Ｄ０３ｘ， Ｄ０３ｙ， Ｄ０３ｚ）が、基準支保におけるＤ１とＤ２とＤ３との３つの点の基準支保座標系Ｘ０での座標であり、Ｄ１１（Ｄ１１ｘ， Ｄ１１ｙ， Ｄ１１ｚ）、Ｄ１２（Ｄ１２ｘ， Ｄ１２ｙ， Ｄ１２ｚ）、Ｄ１３（Ｄ１３ｘ， Ｄ１３ｙ， Ｄ１３ｚ）が、対象支保におけるＤ１とＤ２とＤ３との３つの点のＸ０での座標であると想定して、ベクトルＤ０１Ｄ０２、Ｄ０２Ｄ０３の基準支保座標系Ｘ０での法線ベクトルｎ０を構築する場合、ｎ０＝Ｄ０１Ｄ０２×Ｄ０２Ｄ０３となり、ベクトルＤ１１Ｄ１２、Ｄ１２Ｄ１３の基準支保座標系Ｘ０での法線ベクトルｎ１を構築する場合、ｎ１＝Ｄ１１Ｄ１２×Ｄ１２Ｄ１３となる。
Ｓ４－２において、Ｄ０１を通りｎ０をベクトル方向としてＤ４の点を構築する場合、基準支保座標系Ｘ０でのベクトルはＤ０４＝ｎ０＋Ｄ０１となり、Ｄ１１を通りｎ１をベクトル方向としてＤ４’の点を構築する場合、基準支保座標系Ｘ０でのベクトルはＤ１４＝ｎ１＋Ｄ１１となる。
【0040】
Ｓ４－３において、基準支保におけるＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の点が回転（回転マトリックスＲ１とし、回転軸をユーザの選択に応じてカスタマイズすると、Ｒ１は３×３マトリックスとなり、９つの未知量を含む。）してから並進（並進マトリックスＳ１とし、Ｓ１は３×１マトリックスとなり、３つの未知量を含む。）し、対象支保における対応する点に変換可能であると定義し、基準支保におけるＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の点と対象支保におけるＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４’の点との座標に基づいて、式（１）に示すマトリックスＰ０とＰ１を構築する。
【0041】
【0042】
【0043】
【0044】
【0045】
Ｓ５において、図６～８に示すように、端部の液圧支保を記述基準とし、端部の液圧支保架台（１１）の重心Ｄｇ１を中心とし、切羽面要件Ｌｙ及びＬｚを辺長（ＬｙとＬｚの具体値は操作のニーズ及び測定精度の要件に応じてユーザによって決定される）とし、ＹＯＺ平面において記述平面を作成し、後続の各対象支保の座標を式（５）に従って記述平面にマッピングさせ、液圧支保架台空間の記述空間を形成し、このとき、全ての支保群の重心位置の好ましい位置（破線円心）と実際の位置（実線円心）とを直観的に観察することができ、各液圧支保のＹ方向及びＺ方向の整列度合を評価する。
【0046】
基準支保と対象支保との相対的な空間関係を取得した後、撮像結果及び処理結果として得られるマークポイント座標の正確性を確保するために、図１９に示すように、リングアレイ型レーザ変位チェックシステムを用いて対象支保の姿勢検出精度を検査する。レーザ変位チェックシステムと撮像装置を配置する際には、作業中に両方が互いに干渉しないことを確保しなければならない。
【0047】
図９～図１２に示すように、レーザ変位チェックシステムは、架台１１にレーザ照射装置とレーザ受光装置とが設けられており、前記レーザ照射装置は、対象支保に向かって設けられたレーザ照射器３４を含み、前記レーザ照射器３４の円心位置において中心強光源３４１が設けられ、中心強光源３４１の外側において環状弱光源３４２が周方向に沿って均等に配置され、前記中心強光源３４１の半径がｒ１とし、環状弱光源３４２のエッジ包絡線の包絡半径がｒ２とし、レーザ受光装置は、基準支保に向かって設けられた第１レーザ受光器５１を含み、前記第１レーザ受光器５１の円心位置において中心受光領域５１１が設けられ、第１レーザ受光器５１の残りの領域においてレーザ受光モジュール５１２が埋められ、前記中心受光領域５１１の半径がｒ３とし、第１レーザ受光器５１の半径がｒ４とし、レーザ受光モジュール５１２は面積が小さいほど、分布密度が高く、検出結果が正確である。中心強光源３４１のレーザを受光する際に、照射された中心受光領域５１１及び／又はレーザ受光モジュール５１２はハイレベル信号を発生し、環状弱光源３４２のレーザを受光する際に、照射された中心受光領域５１１及び／又はレーザ受光モジュール５１２はローレベル信号を発生し、レーザが照射されていない際に、中心受光領域５１１及びレーザ受光モジュール５１２はレベル信号を発生しない。具体的には、前記レーザ照射装置は、支持ベース（３１と、第１モータ３２と、支持台３３と、レーザ照射器３４と、第２モータ３５と、をさらに含み、前記支持ベース３１が架台１１に固定して連結され、第１モータ３２が垂直方向に沿って支持ベース３１に設けられ、支持台３３が第１モータ３２の上方に連結されると共に、第１モータ３２の駆動によって水平方向に回動可能であり、レーザ照射器３４が支持台３３に回動可能に設けられると共に、第２モータ３５が水平方向に沿って支持台３３に取り付けられ、第２モータ３５がレーザ照射器３４を回動駆動する。レーザ照射装置と撮像装置とは架台１１の同側に設けられ、レーザ受光装置と撮像装置とは架台１１の対向側に設けられる。
【0048】
対象支保空間状態を得た後、対象支保姿勢検出精度に対して、以下のステップを含む誤差水準分類を行う。
【0049】
Ｓ６－１において、対象支保に対する位置検出誤差Δと、図１４に示すように、Ｌ１水準閾値δ１（δ１＝ｒ１＋ｒ３）と、図１５に示すように、Ｌ２水準閾値はδ２（δ２＝ｒ１＋ｒ４）と、図１６に示すように、Ｌ３水準閾値δ３（δ３＝ｒ２＋ｒ４）とそれぞれ定義する。
【0050】
Ｓ６－２において、（１）連続的な複数の対象支保の間で、Δ≦δ１の場合、レーザ受光装置の中心受光領域５１１はレーザ照射装置の中心強光源３４１からのレーザを受光し、プロセッサにハイレベル信号を送信し、検出結果がＬ１水準であると判定する。
【0051】
（２）対象支保がδ１＜Δ≦δ２の場合に、レーザ受光装置の中心受光領域５１１以外の環状受光モジュール５１２は中心強光源３４１からのレーザを受光し、プロセッサにハイレベル信号を送信し、検出結果がＬ２水準であると判定し、後続の結果に下記のＬ３水準結果及びＬ４水準結果が存在しない場合に、後後の結果をＬ２水準に合わせて処理する。
【0052】
（３）対象支保がδ２＜Δ≦δ３の場合に、レーザ受光装置の環状受光モジュール５１２は環状弱光源３４２からのレーザを受光し、プロセッサにローレベル信号を送信し、検出結果がＬ３水準であると判定する。
【0053】
（４）対象支保がΔ＞δ３の場合に、第１レーザ受光器５１はレーザ照射器３４からのレーザ信号を受光しておらず、検出結果がＬ４水準であると判定する。
【0054】
上記のチェックが隣接する液圧支保について行われるので、切羽面液圧支保全体の直線度を確保するために、誤差水準分類を行った後、累積誤差検査をさらに行う。図１７に示すように、架台１１には、第３モータ４１と、伸長軸４２と、第２レーザ受光器４３とを含む累積誤差検査装置が設けられており、前記第３モータ４１が水平方向に沿って架台１１に設けられると共に、伸長軸４２を回動駆動し、第２レーザ受光器４３が伸長軸４２に固定して連結され、前記第２レーザ受光器４３が、第１レーザ受光器５１と同じ構成を有する。図１８に示すように、第２レーザ受光器４３が干渉を及ぼすことを防止するために、デフォルト状態では伸長軸が水平状態であり、累積誤差検査を行う際に、レーザ照射器３４と第２レーザ受光器４３とを連携して使用するために、第３モータ４１によって伸長軸４２を垂直（又は略垂直）状態となるまで回動駆動する。
【0055】
累積誤差検査のステップは次のとおりである。
【0056】
Ｓ７において、第２レーザ受光器（４３）の中心座標をＤ１ｊ（Ｄ１ｊｘ， Ｄ１ｊｙ， Ｄ１ｊｚ）と定義する場合、
【0057】
【0058】
（１）Ｌ１水準誤差結果については、検出結果が十分に正確であり、誤差検査を行う必要がないと判定し、
（２）Ｌ２水準誤差結果に対しては、検出結果が比較的に正確であり、Ｘ１台の液圧支保おきに累積誤差検査を行い、チェック結果が累積誤差閾値以上である場合に、直線度が合格していないことを示しており、手動でゆがみ矯正を行って誤差をクリアする必要があり、Ｘ１＝［Δ１／δ２］となり。
【0059】
（３）Ｌ３水準誤差結果については、検出結果が比較的粗く、Ｘ２台の液圧支保おきに累積誤差検査を行い、チェック結果が累積誤差閾値以上である場合に、直線度が合格していないことを示しており、手動でゆがみ矯正を行って誤差をクリアする必要があり、Ｘ２＝［Δ１／δ３］となり、先行支保にＬ２水準結果がすでに存在する場合、先行のＬ２水準結果をＬ３水準に一括して処理する。
（４）Ｌ４水準誤差結果については、検出が故障したと判定し、プロセッサは、操作者が手動で修復するように指導するために故障信号を送信する。
（４）Ｌ４水準誤差結果については、検出が故障したと判定し、プロセッサは、操作者が手動で修復するように指導するために故障信号を送信する。
【0060】
以上は本発明を例示的に説明したが、本発明は上記の具体的な実施例に限定されず、本発明に基づいて行われる全ての変更や変形は本発明の特許範囲に属する。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
