特許 7685635 直線精度測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-05-21

(45)【発行日】2025-05-29

(54)【発明の名称】直線精度測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01C 9/00 20060101AFI20250522BHJP

   G01C 9/06 20060101ALI20250522BHJP

   G01C 15/00 20060101ALI20250522BHJP

【ＦＩ】

G01C9/00 B

G01C9/06 C

G01C15/00 104B

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2024015509

(22)【出願日】2024-02-05

【審査請求日】2024-02-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000207780

【氏名又は名称】大豊建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104776

【弁理士】

【氏名又は名称】佐野 弘

(74)【代理人】

【識別番号】100119194

【弁理士】

【氏名又は名称】石井 明夫

(72)【発明者】

【氏名】藤井 宣

【審査官】山下 雅人

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５５－１５７７１６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０２０－１４８７００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－００８７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６１－２４０１１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３０２２１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０１－０６６０１４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０２０－０６３９８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０６３６００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０７７４２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｃ ９／００－ ９／３６

Ｇ０１Ｃ１５／００－１５／１４

Ｇ０１Ｂ１１／００－１１／３０

Ｇ０１Ｓ ７／４８－ ７／５１

Ｇ０１Ｓ１７／００－１７／９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地中に埋設された管状体の内周側を該管状体の軸芯に沿って移動可能に設けられ、その移動方向の後端面が識別面となる移動部材と、
前記移動部材が前記管状体の軸方向に沿って移動したときの前記識別面の画像を撮像する撮像手段と、
前記管状体の偏芯していない位置での前記撮像手段によって撮像された原点位置画像に対して、前記移動部材が前記管状体の開口端から移動した任意の距離における撮像画像の欠損状況及び撮像中心位置のずれの少なくとも一方に基づいて前記管状体の軸方向の偏芯状態を判別する判別手段と、
を備えることを特徴とする直線精度測定装置。

【請求項2】

前記移動部材は、所定の長さを有する円柱状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の直線精度測定装置。

【請求項3】

前記移動部材には、前記管状体の内周側を軸方向に沿って移動自在とする駆動機構が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の直線精度測定装置。

【請求項4】

前記識別面が発光面であって、該発光面が複数のＬＥＤライトを有し、これらのＬＥＤライトが前記発光面の中心位置から一定間隔で複数同心円状に発光されるとともに、前記中心位置から複数放射状に発光され、
前記判別手段は、前記撮像手段によって撮像された前記複数のＬＥＤライトの複数の同心円及び複数の放射線の画像の欠損状況、及び前記原点位置画像と前記任意の距離における撮像画像との重ね合わせの少なくとも一方に基づいて前記管状体の偏芯状態が判別可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の直線精度測定装置。

【請求項5】

前記識別面が反射面であって、前記管状体の開口端に前記反射面へ光線を照射して戻す再帰反射形態の光源が設置され、前記反射面がその中心位置から一定間隔で複数同心円状に反射されるとともに、前記中心位置から複数放射状に反射され、
前記判別手段は、前記撮像手段によって撮像された前記複数の前記反射面の複数の同心円及び複数の放射線の画像の欠損状況、及び前記原点位置画像と前記任意の距離における撮像画像との重ね合わせの少なくとも一方に基づいて前記管状体の偏芯状態が判別可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の直線精度測定装置。

【請求項6】

前記撮像手段がピントを自動で合わせるとともに、前記撮像画像の大きさを調整可能な自動焦点機能を有するカメラであることを特徴とする請求項１に記載の直線精度測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば削孔された円筒形のケーシングの直線精度を測定するための直線精度測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、建設工事において、土中へ鉛直方向、水平方向、もしくは任意の方向にボーリングマシン等で削孔を行うと、ボーリングマシンの据付精度の問題や、回転方向に螺旋状に偏移したりすることで、計画線形通りに削孔されないことがある。このように計画線からのずれが生じると、品質上の問題を起こすことがあるため、削孔後及び削孔中の少なくとも一方の直線精度を測定することが重要な管理項目となっている。従来から確立された測定方法としては、連続傾斜計を利用する方法等があるが、この方法は傾斜計を挿入する等の測定手間が複雑で時間を要するとともに、費用も多く掛かってしまうため、なかなか普及してこないのが現状である。

【0003】

また、従来、この種の直線精度測定装置には、例えば特許文献１に記載された技術がある。この装置は、鋼管の上部に設けられたレーザー鉛直器と、鋼管の外形と略同じ大きさで形成されたガイド材と、このガイド材に設けられ、レーザー鉛直器から照射されるレーザー光を受光するターゲットと、このターゲットに照射されたレーザー光の到達位置を撮影するための撮像装置と、この撮像装置により撮影した映像を表示するための表示装置と、を備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特許第５３３２９４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載された直線精度測定装置は、ダイヤフラム上に設置された受光板を撮像装置で撮影し、その映像を上記表示装置に表示してレーザー光の照射されたスポット位置が点マーカからどの向きへどれだけずれているかを読み取ることから、構造が複雑化し、ずれ幅を識別し難く、また鋼管を横方向に配置したものには適用できず、汎用性に欠けるという問題がある。

【0006】

本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、構造を簡素化し、管状体の直線精度を容易に判別可能で、汎⽤性の高い直線精度測定装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の発明は、地中に埋設された管状体の内周側を該管状体の軸芯に沿って移動可能に設けられ、その移動方向の後端面が識別面となる移動部材と、前記移動部材が前記管状体の軸方向に沿って移動したときの前記識別面の画像を撮像する撮像手段と、前記管状体の偏芯していない位置での前記撮像手段によって撮像された原点位置画像に対して、前記移動部材が前記管状体の開口端から移動した任意の距離における撮像画像の欠損状況及び撮像中心位置のずれの少なくとも一方に基づいて前記管状体の軸方向の偏芯状態を判別する判別手段と、を備えることを特徴とする。

【0008】

また、本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記移動部材は、所定の長さを有する円柱状に形成されていることを特徴とする。

【0009】

また、本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記移動部材には、前記管状体の内周側を軸方向に沿って移動自在とする駆動機構が設けられていることを特徴とする。

【0010】

また、本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記識別面が発光面であって、該発光面が複数のＬＥＤライトを有し、これらのＬＥＤライトが前記発光面の中心位置から一定間隔で複数同心円状に発光されるとともに、前記中心位置から複数放射状に発光され、前記判別手段は、前記撮像手段によって撮像された前記複数のＬＥＤライトの複数の同心円及び複数の放射線の画像の欠損状況、及び前記原点位置画像と前記任意の距離における撮像画像との重ね合わせの少なくとも一方に基づいて前記管状体の偏芯状態が判別可能に構成されていることを特徴とする。
また、本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記識別面が反射面であって、前記管状体の開口端に前記反射面へ光線を照射して戻す再帰反射形態の光源が設置され、前記反射面がその中心位置から一定間隔で複数同心円状に反射されるとともに、前記中心位置から複数放射状に反射され、前記判別手段は、前記撮像手段によって撮像された前記複数の前記反射面の複数の同心円及び複数の放射線の画像の欠損状況、及び前記原点位置画像と前記任意の距離における撮像画像との重ね合わせの少なくとも一方に基づいて前記管状体の偏芯状態が判別可能に構成されていることを特徴とする。

【0011】

また、本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記撮像手段がピントを自動で合わせるとともに、前記撮像画像の大きさを調整可能な自動焦点機能を有するカメラであることを特徴とする。

【発明の効果】

【0012】

本発明の請求項１に記載の発明によれば、管状体の偏芯していない位置での撮像手段によって撮像された原点位置画像に対して、移動部材が管状体の開口端から移動した任意の距離における撮像画像の欠損状況、及び撮像中心位置のずれの少なくとも一方に基づいて判別手段によって管状体の軸方向の偏芯状態を判別するように構成されているので、構造を簡素化し、管状体の直線精度を容易に判別可能で、汎用性を高めることが可能となる。

【0013】

また、本発明の請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、移動部材は、所定の長さを有する円柱状に形成されているので、移動部材を常に管状体の軸芯に沿って安定して移動させることができる。

【0014】

また、本発明の請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の効果に加え、移動部材に管状体の内周側を軸方向に沿って移動自在とする駆動機構が設けられているので、管状体が水平方向や上り勾配に配設された場合でも、移動部材を管状体の内周側を軸方向に沿って移動させることができる。その結果、汎用性を一段と高めることが可能となる。

【0015】

また、本発明の請求項４に記載の発明によれば、請求項１に記載の効果に加え、識別面が発光面であって、この発光面が複数のＬＥＤライトを有し、これらのＬＥＤライトが発光面の中心位置から一定間隔で複数同心円状に発光されるとともに、中心位置から複数放射状に発光され、判別手段は、撮像手段によって撮像された複数のＬＥＤの複数の同心円及び複数の放射線の画像の欠損状況、及び原点位置画像と任意の距離における撮像画像との重ね合わせの少なくとも一方に基づいて管状体の偏芯状態が判別可能に構成されているので、直線方向に対して管状体の軸芯が如何なる方向にどの程度ずれているかを容易に判別することが可能となる。
また、本発明の請求項５に記載の発明によれば、請求項１に記載の効果に加え、識別面が反射面であって、管状体の開口端に反射面へ光線を照射して戻す再帰反射形態の光源が設置され、反射面がその中心位置から一定間隔で複数同心円状に反射されるとともに、中心位置から複数放射状に反射され、判別手段は、撮像手段によって撮像された複数の反射面の複数の同心円及び複数の放射線の画像の欠損状況、及び原点位置画像と任意の距離における撮像画像との重ね合わせの少なくとも一方に基づいて管状体の偏芯状態が判別可能に構成されているので、直線方向に対して管状体の軸芯が如何なる方向にどの程度ずれているかを容易に判別することが可能となる。

【0016】

また、本発明の請求項６に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、撮像手段がピントを自動で合わせるとともに、前記撮像画像の大きさを調整可能な自動焦点機能を有するカメラであることから、管状体の直線精度を一段と識別し易くなる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１実施の形態に係る直線精度測定装置を示す概略斜視図である。

【図2】図１の直線精度測定装置の移動部材の視準板に設けられたＬＥＤライトの配置模様の一例を示す平面図である。

【図3】（Ａ），（Ｂ）は、図２の移動部材の視準板において撮像中心位置Оが影になっていない場合と、撮像中心位置Оが影になっている場合での判別例を示す説明図である。

【図4】本発明の第１実施の形態に係る直線精度測定装置の制御系を示すブロック図である。

【図5】図１の直線精度測定装置による測定手順を示す概略斜視図である。

【図6】図１の直線精度測定装置が適用されるケーシングパイプの偏芯状態を示す正面図である。

【図7】図１の直線精度測定装置を用いて深度（１）～（５）までのケーシングパイプの偏芯状態及びそれらの深度の画像を示す説明図である。

【図8】図１の直線精度測定装置を用いて深度（６）～（１０）までのケーシングパイプの偏芯状態及びそれらの深度の画像を示す説明図である。

【図9】図１の直線精度測定装置を用いて深度（１１）～（１５）までのケーシングパイプの偏芯状態及びそれらの深度の画像を示す説明図である。

【図10】本発明の第２実施の形態に係る直線精度測定装置を示す概略斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の各実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0019】

［第１実施の形態］
図１は、本発明の第１実施の形態に係る直線精度測定装置を示す概略斜視図である。図２は、図１の直線精度測定装置の移動部材の視準板に設けられたＬＥＤライトの配置模様の一例を示す平面図である。図３（Ａ），（Ｂ）は、図２の移動部材の視準板において撮像中心位置Оが影になっていない場合と、撮像中心位置Оが影になっている場合での判別例を示す説明図である。図４は、本発明の第１実施の形態に係る直線精度測定装置の制御系を示すブロック図である。

【0020】

なお、本実施の形態では、高圧噴射撹拌工法におけるケーシング削孔時の直線精度を測定する例について説明する。また、本発明は、高圧噴射撹拌工法におけるケーシング削孔時の直線精度を測定する例に限らず、管状体の軸方向に対する湾曲状態や傾斜状態を測定する場合であれば、上記管状体が鉛直方向、斜め方向、又は水平方向の如何なる方向に埋設された場合でも適用可能である。

【0021】

図１に示すように、直線精度測定装置１は、地中２に鉛直方向に埋設された管状体としての円筒状のケーシングパイプ３の内周側をケーシングパイプ３の軸芯Ｃに沿って移動可能に設けられた移動部材１０と、この移動部材１０がケーシングパイプ３の軸方向に沿って移動したときの移動部材１０の後端面の画像を撮像する撮像手段としてのカメラ２１を有する測定装置２０と、を備えている。

【0022】

本実施の形態のケーシングパイプ３には、例えば直径が１５０ｍｍのものが用いられている。また、以下の実施の形態では、カメラ２１によって移動部材１０の後端面の静止画像を撮像する例について説明するが、ビデオカメラによって動画像を撮像するようにしてもよい。

【0023】

移動部材１０は、所定の長さ（例えば、１０ｃｍ程度の厚さ）を有する円柱状に形成され、ケーシングパイプ３の内径に沿って移動可能とするため、その外径がケーシングパイプ３の内径よりも若干小径に形成されている。なお、移動部材１０は、その外周面の周方向に一定間隔をおいてローラーやベアリング等の転動部材を配置すれば、ケーシングパイプ３内を円滑に移動することが可能となる。

【0024】

移動部材１０には、その移動方向（進行方向）の後端面を識別面とする視準板１１が設けられている。この視準板１１には、多数のＬＥＤライトが設けられ、これらのＬＥＤライトは、図２に示すように視準板１１の中心位置Ｏから一定間隔で多数同心円状に配設されて多数の同心円１１ａが発光するとともに、中心位置Ｏから多数放射状に配設されて多数の放射線１１ｂが発光するように形成されている。多数のＬＥＤライトから形成された同心円１１ａ及び放射線１１ｂの模様は、所定の照度を有することで、ケーシングパイプ３の開口端（管口部）３ａから判別可能となっている。なお、視準板１１の模様を反射素材で描き、開口端（管口部）３ａから光を照射させて識別させるようにしてもよい。

【0025】

測定装置２０は、有底円筒状に形成され、その外径がケーシングパイプ３の開口端３ａの外径の長さと略同一に設定されている。測定装置２０は、内部空間２２に巻取り繰出し部材２３が設置されている。この巻取り繰出し部材２３は、吊下げ紐２４が巻回され、所定の長さを繰出し可能であるとともに、所定の長さを巻取り可能に構成されている。この吊下げ紐２４の先端部には、移動部材１０が吊り下げられいる。したがって、本実施の形態では、ケーシングパイプ３が地中２に鉛直方向に埋設されていることから、移動部材１０は、巻取り繰出し部材２３から吊下げ紐２４を繰り出すことにより、ケーシングパイプ３内の任意の測定位置（測定深度）へと移動される。

【0026】

巻取り繰出し部材２３には、図４に示す測長機構３０が設けられており、この測長機構３０は、吊下げ紐２４の繰出し長さを測定することで、移動部材１０の測定位置（測定深度）を測定することができる。この測定深度の測定データが判別手段としての制御部３１に出力され、この測定データが制御部３１を経て表示部３２に出力するとともに、記憶部３３に逐次記憶される。これにより、吊下げ紐２４の繰出し長さがデジタル表示される。その結果、ケーシングパイプ３内の軸方向における移動部材１０の測定位置（測定深度）を作業者が目視にて判別することができる。

【0027】

制御部３１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）からなり、記憶部３３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）からなり、このＲＯＭは、電源を切断しても記憶内容を保持する必要のあるデータやプログラムを記憶する。上記ＲＡＭは、データを一時的に格納する。上記ＣＰＵは、上記ＲＯＭにインストールされているプログラムを実行することで各機能を実現する。記憶部３３には、ＲＯＭ以外に例えば、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Digital Versatile Disk Read Only Memory）、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ハードディスク等のコンピュータ読み取り可能な電子媒体を含む。なお、上記データは、上記ＲＯＭに記憶することなく、別途設けたデータベースに記憶するようにしてもよい。

【0028】

また、測定装置２０は、その中心位置に上記カメラ２１が配設され、このカメラ２１の撮影する方向は、ケーシングパイプ３内の軸方向の画像が撮影される。測定装置２０は、ケーシングパイプ３の開口端３ａに仮セットした後で、計画削孔方向に対して鉛直方向に据付固定し、合わせてトランシット（水準器と望遠鏡を組み合わせて水平角、鉛直角を測定する測量用機器）等で平面座標を測定する。

【0029】

本実施の形態で使用するカメラ２１は、視準板１１との距離に応じて、ピントを自動で合わせられるオートフォーカス機能を備えているものを基本構成とするものの、作業者が手動にてピントやズームを合わせるようにしてもよい。また、カメラ２１は、レンズ２５表面に十字状の直交する線が付され、カメラ２１によって撮影した画像の平面方向（水平方向、垂直方向）の座標を判別することができるように構成されている。

【0030】

測長機構３０で測定された移動部材１０の測定位置（測定深度）と、その位置でカメラ２１によって撮影した画像データは、その都度制御部３１を経て記憶部３３に記憶される。具体的には、測長機構３０で測定された視準板１１の深度データ、例えば１ｍの深さの視準板１１がどの方向にどれだけずれて欠損したかを示す画像データと、視準板１１の次の深度、例えば２ｍの深さの視準板１１がどの方向にどれだけずれて欠損したたかの画像データのように深さ１ｍ毎の視準板１１の画像データを逐次制御部３１を経て記憶部３３に記憶しておき、これらの視準板１１の深度データと撮像画像の欠損状況を示す画像データが制御部３１に出力されることで、ケーシングパイプ３の軸方向の計画深度までの画像を表示部３２に表示することができる。なお、図３（Ａ）に示すように、撮像中心位置Ｏがケーシングパイプ３に掛からない程度の少ない偏芯量であれば、撮像中心位置Ｏを重ね合わせることで、各深度における偏芯量を識別することも可能である。
これにより、地中２に埋設されて外側が直接目視することができないケーシングパイプ３の軸方向に対する湾曲状態や傾斜状態を作業者が容易に判別することが可能となる。

【0031】

次に、本実施の形態の直線精度測定装置を用いてケーシングパイプ３の直線精度の測定作業を図５に示す手順に沿って行う例について説明する。本実施の形態では、高圧噴射撹拌工法におけるケーシング削孔時のケーシングパイプ３の直線精度を測定する例について説明する。図５は、図１の直線精度測定装置による測定手順を示す概略斜視図である。

【0032】

図５（１）～（２）に示すように、ケーシングパイプ３内に削孔用のインナーロッド４を設置してケーシングパイプ３とインナーロッド４を用いて地上から計画深度まで削孔を行う。次いで、その計画深度まで削孔した段階で、図５（３）に示すようにケーシングパイプ３からインナーロッド４を切り離して引き抜いた後、直線精度の測定作業を以下の手順で行う。この場合、削孔途中の段階でケーシングパイプ３の直線精度の測定作業を行ってもよい。

【0033】

この直線精度の測定作業は、まず、図５（４），（５）に示すように、ケーシングパイプ３の内径よりも若干径の小さな視準板１１をケーシングパイプ３の内部に移動部材１０とともにセットし、視準板１１に吊下げ紐２４を繋げて、ケーシングパイプ３の開口端３ａから任意の測定位置（測定深度）へと吊り下げていく。

【0034】

このとき、視準板１１は、ケーシングパイプ３の法線（軸線）方向に対して鉛直方向に位置する形状（本実施の形態では、所定の長さを有する円柱状）の移動部材１０の後端面に設けられているため、視準板１１の平面がケーシングパイプ３の開口端３ａの平面位置が常に対向するようになっている。また、視準板１１の平面部には、上記のように自ら発光するＬＥＤライトが幾何学状の模様に配置されており、ケーシングパイプ３の開口端３ａからその模様が判別することができるように構成されている。なお、視準板１１は、開口端３ａから判別可能な照度があれば、ＬＥＤライト以外の発光体や反射素材と光源を組み合わせたものでも代替することができる。

【0035】

次いで、図５（４）に示すように、測定装置２０をケーシングパイプ３の開口端３ａにセットする。測定装置２０は、ケーシングパイプ３の内径と同一形状の外径の中有底円筒状に形成され、その軸芯位置にレンズ２５が配置されるようにカメラ２１がセットされている。これにより、カメラ２１の撮影方向は、ケーシングパイプ３の軸方向になる。

【0036】

このとき、測定装置２０をケーシングパイプ３の開口端３ａに仮セットした後で、上述したように計画削孔方向と鉛直（計画削孔方向が鉛直であれば水平）に測定装置２０を据付固定し、合わせてトランシット等で平面座標を測定する。

【0037】

次に、視準板１１がケーシングパイプ３内において任意の深度に達した時点で、測定装置２０に備え付けのカメラ２１でその任意位置における視準板１１の同心円１１ａ及び放射線１１ｂの模様を撮影する。ケーシングパイプ３内における測定深度の撮影間隔は、例えば１ｍ毎に行い、計画深度まで繰り返す。

【0038】

このとき、ケーシングパイプ３が直線的（計画線通り）に削孔設置されている場合は、カメラ２１によって撮影された模様の画像に欠け（欠損部分）が発生せずに最後まで満ちた真円形状で撮像され撮像中心位置Ｏのずれも発生しない。その反面、ケーシングパイプ３に曲がり（直線的な偏芯を含む）部分が形成されていれば、カメラ２１によって撮影された模様の画像に欠損部分や撮像中心位置Ｏのずれが発生する。

【0039】

このようにして制御部３１では、幾何学模様の画像の満ち欠けや撮像中心位置Ｏの変位量のデータと、その測定深度のデータを入力し、これらのデータに基づいて、ケーシングパイプ３の任意位置での偏芯量を判別することができる。すなわち、制御部３１では、測定装置２０を基軸とした直線に対するケーシングパイプ３の任意深度における偏芯量、つまり如何なる方向にどの程度ずれているかを求めることができる。なお、図３（Ｂ）に示すように、撮像中心位置Ｏがケーシングパイプ３に掛かる場合においても、視準板１１の同心円１１ａ及び放射線１１ｂのように撮像中心位置Ｏ以外の箇所で前記偏芯量を識別することも可能である。

【0040】

次に、カメラ２１によって撮影された模様の画像の満ち欠けや撮像中心位置Ｏのずれに基づいて、ケーシングパイプ３の任意位置での偏芯量を図６～図９を用いて具体的に説明する。

【0041】

図６は、図１の直線精度測定装置が適用されるケーシングパイプの偏芯状態を示す正面図である。図７は、図１の直線精度測定装置を用いて深度（１）～（５）までのケーシングパイプの偏芯状態及びそれらの深度の画像を示す説明図である。図８は、図１の直線精度測定装置を用いて深度（６）～（１０）までのケーシングパイプの偏芯状態及びそれらの深度の画像を示す説明図である。図９は、図１の直線精度測定装置を用いて深度（１１）～（１５）までのケーシングパイプの偏芯状態及びそれらの深度の画像を示す説明図である。

【0042】

なお、図７～図９は、原点位置（ＨＰ）から移動部材１０を所定の深度に移動させたときの原点位置（ＨＰ）画像と視準板１１の測定深度位置の模様の画像との位置関係を示す概略モデル図である。また、測定位置が深くなるに従って、カメラ２１で撮影される画像の大きさが小さくなるものの、図７～図９では、撮影画像の欠損状態を判別し易くするためカメラ２１にはオートフォーカス機能を持たせて撮影画像が小さくならないように調整するとともに、表示部３２に表示する。上記原点位置（ＨＰ）画像とは、ケーシングパイプ３が全く偏芯していない位置でのカメラ２１によって撮像される視準板１１の画像である。

【0043】

さらに、図６では、ケーシングパイプ３内における測定深度の１ｍ毎の間隔で撮影を行い、計画深度１５ｍまで繰り返す例を示している。また、図７～図９における（１）～（１５）は、深度１ｍから計画深度１５ｍまで１ｍ毎のケーシングパイプ３の偏芯状態及びそれらの深度の画像を示している。

【0044】

図６及び図７に示すように、深度（１）～（３）までは、ケーシングパイプ３の曲がり（偏芯）が発生していないので、その深度の画像は、原点位置（ＨＰ）画像である真円の画像となる。深度（３）～（４）までは、ケーシングパイプ３が軸芯Ｃに対して右方向に４８ｍｍ偏芯しているので、原点位置（ＨＰ）画像に対して右側が欠けた画像になる。深度（４）～（５）までは、軸芯Ｃに対して右方向に７７ｍｍ偏芯し、さらに図７に示す深度（５）～（６）までは、軸芯Ｃに対して右方向に８７ｍｍ偏芯し、原点位置（ＨＰ）画像に対して右側が次第に欠けた画像になる。なお、図８及び図９において、ＲＰで示す円は、軸芯Ｃに対して最も右方向に偏芯したときの画像の位置を示している。同様に、ＬＰ示す円は、軸芯Ｃに対して最も左方向に偏芯したときの画像の位置を示している。

【0045】

深度（６）～（７）までは、軸芯Ｃに対して右方向に７７ｍｍ偏芯し、すなわち深度（６）から左方向に１０ｍｍ軸芯Ｃ方向に戻り、原点位置（ＨＰ）画像に対して右側の欠けが少なく左側が少し欠けた画像になる。深度（７）～（８）までは、軸芯Ｃに対して右方向に４８ｍｍ偏芯し、すなわち深度（６）から左方向に３９ｍｍ戻り、軸芯Ｃに対して右側の欠けがさらに少なくなり、左側の欠けがさらに大きい画像になる。深度（８）～（９）までは、中心位置に戻り、その深度の画像は、左側が欠けた画像となる。

【0046】

深度（９）～（１０）までは、軸芯Ｃに対して左方向に５４ｍｍ偏芯し、その深度の画像は、さらに左側が欠けた画像となる。深度（１０）～（１１）までは、軸芯Ｃに対して左方向に８６ｍｍ偏芯し、軸芯Ｃからは８６ｍｍとなり、その深度の画像は、さらに左側が欠けた画像となる。深度（１１）～（１２）までは、軸芯Ｃに対して左方向に９７ｍｍ偏芯し、軸芯Ｃからは９７ｍｍとなり、その深度の画像は、さらに左側が欠けた画像となる。

【0047】

深度（１２）～（１３）までは、軸芯Ｃに対して左方向に８６ｍｍ偏芯し、すなわち右方向に９７－８６＝１１ｍｍ戻り、その深度の画像は、さらに左側の欠けが減り右側が少し欠けた画像となる。深度（１３）～（１４）までは、軸芯Ｃに対して左方向に５４ｍｍ偏芯し、その深度の画像は、さらに左側の欠けがさらに戻り右側の欠けが大きくなった画像となる。そして、深度（１４）～（１５）までは、中心位置に戻り、その深度の画像は、左側及び右側が大幅に欠けた（ＲＰとＬＰを重ね合わせた同一部分）画像となる。

【0048】

このようにして同心円１１ａ及び放射線１１ｂの模様の画像の満ち欠けに基づいて、ケーシングパイプ３の任意位置での偏芯する方向及び偏芯量を測定することが可能となる。

【0049】

そして、本実施の形態のように規則性を有する模様による測定を繰り返していけば、将来的に撮影画像からの推定値とケーシングパイプ３の実測変位との対比結果をＡＩ（人工知能）の教師データに利用することで、ＡＩによる推定方法に移行することができ、より簡易的な模様での推定が可能となる。

【0050】

このように本実施の形態によれば、カメラ２１によって撮像された移動部材１０のケーシングパイプ３の開口端３ａからの距離での撮像画像の欠損状況及び撮像中心位置Ｏからのずれの少なくとも一方に基づいて制御部３１によってケーシングパイプ３の軸方向の偏芯状態を判別するように構成したので、構造を簡素化し、ケーシングパイプ３の直線精度を容易に判別可能で、汎用性を高めることが可能となる。

【0051】

また、本実施の形態によれば、移動部材１０は、所定の長さを有する円柱状に形成されているので、移動部材１０を常にケーシングパイプ３の軸芯Ｃに沿って安定して移動させることができる。

【0052】

また、本実施の形態によれば、視準板１１が複数のＬＥＤライトを有し、これらのＬＥＤライトが視準板１１の撮影中心位置２６から一定間隔で複数同心円状に配設されるとともに、撮影中心位置２６から複数放射状に配設され、カメラ２１によって撮像された複数のＬＥＤライトの複数の同心円１１ａ及び複数の放射線１１ｂの画像の欠損状況、及び管口部における撮像画像と各深度における撮像画像との重ね合わせの少なくとも一方に基づいてケーシングパイプ３の偏芯状態が判別可能に構成されているので、直線方向に対してケーシングパイプ３の軸芯Ｃが如何なる方向にどの程度ずれているかを容易に判別することが可能となる。

【0053】

また、本実施の形態によれば、カメラ２１が自動焦点機能を有するカメラであって、このカメラ２１のレンズ２５に直交する十字線が付されているので、カメラ２１によって撮像した画像の水平方向、垂直方向の位置を容易に識別することができ、ケーシングパイプ３の直線精度を一段と識別し易くなる。

【0054】

なお、本実施の形態では、移動部材１０に視準板１１を設け、その視準板１１にＬＥＤライトを視準板１１の中心位置Ｏから一定間隔で複数同心円状に発光させるとともに、撮像中心位置Ｏから複数放射状に発光させるようにしたが、視準板１１に限らず移動部材の移動方向の後端面に反射式の模様、具体的には上記実施の形態と同様に、撮像中心位置Ｏから一定間隔で複数同心円状に反射するとともに、撮像中心位置Ｏから複数放射状に反射する反射面を設けることにより、開口端３ａに図示しない光源を設置し、この光源から光を照射させてその反射した画像を判別するようにしてもよい。この反射形態には、光源から照射された光線の大部分を再び光源に戻す再帰反射が用いられる。

【0055】

このように構成することにより、直線方向に対してケーシングパイプ３の軸芯Ｃが如何なる方向にどの程度ずれているかを容易に判別することができる。

【0056】

［第２実施の形態］
図１０は、本発明の第２実施の形態に係る直線精度測定装置を示す概略斜視図である。なお、前記第１実施の形態と同一又は対応する部分には、同一の符号を用いて異なる構成及び作用について説明する。

【0057】

本実施の形態に係る直線精度測定装置１Ａは、ケーシングパイプ３内において移動部材１０Ａが自由落下することができない水平状態に設置されている。図１０に示すように、移動部材１０Ａには、駆動機構４０が搭載され、この駆動機構４０を駆動することによって走行輪４１が回転駆動し、ケーシングパイプ３内の前後方向に移動可能に構成されている。駆動機構４０は、無線の送受信によって駆動又は停止が可能となるように操縦される。ここで、駆動機構４０は、移動部材１０と別体に設けて移動部材１０にワイヤ等の紐状体で繋げるように構成し、駆動機構４０を駆動することで、移動部材１０を牽引するようにしてもよい。また、移動部材１０Ａを移動させる手段としては、開口端３ａの反対側にも開口端３ｂが形成されて軸方向に貫通しているケーシングパイプ３であれば、開口端３ｂ側から牽引するように移動部材１０Ａを操作するようにしてもよい。

【0058】

なお、本実施の形態では、ケーシングパイプ３が水平状態に限らず、上り勾配に設置されている場合でも適用可能である。

【0059】

このように本実施の形態によれば、移動部材１０Ａには、ケーシングパイプ３の内周側を軸方向に沿って移動自在とする駆動機構４０が設けられているので、ケーシングパイプ３が水平方向や上り勾配に配設された場合でも、移動部材１０Ａをケーシングパイプ３の内周側を軸方向に沿って移動させることができる。その結果、汎用性を一段と高めることが可能となる。

【0060】

[発明の他の実施形態]
本発明の一実施の形態を説明したが、本実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。本実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。本実施の形態は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【0061】

上記第１実施の形態では、ケーシングパイプ３が軸方向に対して左右方向に偏芯した例について説明したが、これに限らず上下左右如何なる方向にどの程度偏芯したかを測定することが可能となる。

【符号の説明】

【0062】

１ 直線精度測定装置
２ 地中
３ ケーシングパイプ（管状体）
３ａ 開口端（管口部）
３ｂ 開口端（管口部）
４ インナーロッド
１０ 移動部材
１１ 視準板
１１ａ 同心円
１１ｂ 放射線
２０ 測定装置
２１ カメラ（撮像手段）
２２ 内部空間
２３ 巻取り繰出し部材
２４ 吊下げ紐
２５ レンズ
３０ 測長機構
３１ 制御部（判別手段）
３２ 表示部
３３ 記憶部
４０ 駆動機構
４１ 走行輪
Ｃ 軸芯
Ｏ 撮像中心位置

【要約】

【課題】構造を簡素化し、管状体の直線精度を容易に判別可能で、汎⽤性の高い直線精度測定装置を提供する。
【解決手段】直線精度測定装置１は、管状体であるケーシングパイプ３の内周側をケーシングパイプ３の軸芯Ｃに沿って移動可能に設けられ、その移動方向の後端面が識別面である視準板１１となる移動部材１０と、移動部材１０がケーシングパイプ３の軸方向に沿って移動したときの視準板１１の画像を撮像する撮像手段としてのカメラ２１と、移動部材１０のケーシングパイプ３の開口端からの距離での撮像画像の欠損状況及び撮像中心位置のずれの少なくとも一方に基づいてケーシングパイプ３の軸方向の偏芯状態を判別する判別手段としての制御部と、を備えている。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】