JPH07128058A

JPH07128058A - 管路計測方法

Info

Publication number: JPH07128058A
Application number: JP27471893A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Ijichi; 良雄伊地知; Hiroshi Kadota; 弘門田
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1993-11-04
Filing date: 1993-11-04
Publication date: 1995-05-19

Abstract

(57)【要約】【目的】初期姿勢・方位の設定を容易かつ正確にする
管路計測方法を提供する。【構成】回転角速度を検出する回転角速度検出手段を
内蔵した計測プローブ６を管路１５に挿入する際に、管
路外１２で計測プローブ６の姿勢・方位のオフセットを
解消させた後、この計測プローブ６を管路入口１５ａ内
に置いて静止させ、このとき検出される地球の自転に基
づく回転角速度からこの計測プローブ６の初期姿勢・方
位を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバジャイロ
（以下ＯＦＧという）を用いた管路計測方法に係り、特
に、初期姿勢・方位の設定を容易かつ正確にする管路計
測方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】都市部の地下にはガス管や水道管をはじ
めとして種々の管路が埋設されている。電力用のケーブ
ルを通すための管路も既に数多く埋設されている。これ
らの管路のルート形状については、竣工図が整理されて
管理されていないために、正確に判るものが少ない。こ
のため新しく管路を設けたり、古い管路を掘り出した
り、その他の工事で地面を掘り返したりする際に、過去
に埋設した管路に穴を開けてしまう事故が実際に発生し
ている。こうした事故を未然に防ぐために、ルート形状
が正確に判っていない既設の管路のルート形状を計測し
ておくことが要求されている。

【０００３】このような要求が高まる中、近年、ＯＦＧ
を用いた管路計測用の計測プローブが開発され、既設の
管路のルート形状を計測することが可能となった。

【０００４】この計測プローブは図３に示されるよう
に、管路内を進行される計測プローブ６の本体に３軸の
ＯＦＧ７、８、９を内蔵し、進行方向を軸として、この
軸の周りの回転を表すロール角、軸の左右の回転を表す
ヨー角、軸の上下の回転を表すピッチ角の３軸について
回転を計測することができる。この３軸の回転角を合成
することにより、計測プローブの姿勢を求めることがで
きる。この計測プローブの姿勢の変化と計測プローブが
進行した距離とを組み合わせることにより３次元的な計
測プローブの軌跡、即ち管路のルート形状を求めること
ができる。

【０００５】ところで、このようにして得られるルート
形状は３次元的な１本の線であり、その線の起点から終
点までの姿勢の変化が距離とともに示される。しかし、
この計測されたルート形状を実際の管路のルート形状と
して地図に合わせて用いるには、東西南北の方位が判っ
ている必要がある。そこで、ルート形状を計測する際の
初めに、計測プローブの初期姿勢及び方位を求めるよう
にしている。従来は管路入口のある人孔内で、計測プロ
ーブ上に傾斜計を載せてロール角及びピッチ角を計測し
てこれを計測プローブの初期姿勢とし、方位計、コンパ
ス等を用いて計測プローブの方位を求めている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、管路入
口のある人孔内は地上との温度差、湿度差が著しいの
で、計測プローブ上に傾斜計を置いたとき、傾斜計の表
示部分がくもって読みづらくなる。また、人孔が狭いう
えに人孔内にケーブルがあるためにケーブルが邪魔にな
って傾斜計を置くことさえできない場合もある。さら
に、人孔の近傍に活線があるために人孔内には磁界が発
生しており、この磁界で方位計やコンパスが狂ってしま
い、方位の計測が正確にできないこともある。

【０００７】このように、管路入口が人孔内にあるた
め、計測プローブの初期姿勢・方位の設定に関する作業
が人孔内での作業となり、困難な作業となり、しかも計
測を不正確にしていた。

【０００８】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、初期姿勢・方位の設定を容易かつ正確にする管路計
測方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、電力ケーブル等を通す管路を計測するため
に、回転角速度を検出する回転角速度検出手段を内蔵し
た計測プローブを管路に挿入する際に、管路外で上記計
測プローブの姿勢・方位のオフセットを解消させた後、
この計測プローブを管路入口内に置いて静止させ、この
とき検出される地球の自転に基づく回転角速度からこの
計測プローブの初期姿勢・方位を求めるものである。

【００１０】上記計測プローブの姿勢・方位のオフセッ
トを解消させるときに、上記計測プローブを水平にかつ
東西を向かせて静止させてもよい。

【００１１】

【作用】本発明の主旨は、人孔内で傾斜計や方位計を用
いることなく、管路入口に計測プローブを設置したと
き、計測プローブ自体の出力信号から直ちに初期姿勢・
方位が求めるられるようにすることにある。しかし、計
測プローブはＯＦＧが角速度のオフセットを有するの
で、単に管路入口に計測プローブを設置しただけでは正
確な初期姿勢・方位が求められない。そこで、初めに管
路外で計測プローブの姿勢・方位を求め、これを基準に
なる姿勢・方位と比較してＯＦＧのオフセットを解消し
ておく。このオフセット解消の作業は管路外のどこで行
ってもよく、例えば、人孔外で行うようにすれば前記し
た作業の困難性や磁界の影響による不正確さがなくな
る。

【００１２】次に、姿勢・方位のオフセットが解消され
た計測プローブを管路入口内に置いて静止させる。この
ときＯＦＧは、地球の自転に基づく回転角速度を検出す
る。検出された回転角速度は、地球の自転の回転角速度
に対するＯＦＧの検出方向の成分である。地球の自転の
回転角速度は決まっているので、検出された回転角速度
から計測プローブの初期姿勢・方位を求めることができ
る。

【００１３】このようにして、人孔内で傾斜計や方位計
を用いることなく計測プローブの初期姿勢・方位を求め
ることができる。

【００１４】計測プローブの姿勢・方位のオフセットを
解消させるときに、計測プローブを水平にかつ東西を向
かせて静止させると、このときの姿勢は水平であり、方
位は東西を向いている。従って、基準になる姿勢・方位
を傾斜計や方位計で求める必要はなくなる。そして、こ
のとき地球の自転に基づく回転角速度は１軸のＯＦＧに
しか現れないので、オフセット解消が容易である。

【００１５】

【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。

【００１６】図１に示されるように、ルート形状を計測
する対象である管路１５の起点及び終点の管路入口１５
ａはそれぞれ人孔１０内に開口している。管路１５の終
点側の地上に設置したケーブルリール１６は、ワイヤ１
４を巻き取ることにより、管路１５に挿入された計測プ
ローブ６をワイヤ１４に牽引させて管路１５内を進ませ
るようになっている。管路１５の起点側の地上に設置し
たケーブルリール１６は、計測プローブ６の信号線１３
を繰り出すようになっている。信号線１３は計測プロー
ブ６の信号を処理する信号処理部１１に接続されてい
る。

【００１７】計測プローブ６の詳細は図３に示されるよ
うに、ほぼ円筒形をなす計測プローブ６の本体内に、直
交する３軸の回転角速度を検出する回転角速度検出手
段、即ちロール角検出ＯＦＧ７、ピッチ角検出ＯＦＧ８
及び、ヨー角検出ＯＦＧ９が収容されている。

【００１８】これらのＯＦＧ７、８、９は、図２におい
て、ロール角検出手段２、ピッチ角検出手段３及びヨー
角検出手段４で示される。各回転角速度検出手段２、
３、４のオフセットを解消するオフセットキャンセル制
御手段１は、この例では２つの出力を有しており、１つ
の出力がロール角検出手段２へ接続され、もう１つの出
力がピッチ角検出手段３及びヨー角検出手段４に接続さ
れている。各回転角速度検出手段２、３、４の出力は、
初期姿勢・方位を算出する初期姿勢算出手段５に接続さ
れている。

【００１９】ルート形状の計測の手順を説明する。

【００２０】図１において、まず地上の作業場１２でオ
フセットを解消する。この作業は計測プローブ６を静置
し、これに傾斜計や方位計をあてがって姿勢・方位を求
める。この姿勢・方位を基準とし、計測プローブ６の計
測による姿勢・方位を調整するとオフセットが解消でき
る。

【００２１】傾斜計や方位計を用いない場合、計測プロ
ーブ６を例えば東に向けて水平に静止した状態にする。
以下、計測プローブ６を東に向けて水平に静止した状態
からの手順を説明する。

【００２２】簡単のためにこの作業場１２の位置が地球
の赤道上であったとする。このとき計測プローブ６には
下向きに地球の自転に基づく回転角速度が加わる。計測
プローブ６内の３軸のＯＦＧ７、８、９には、ピッチ角
検出ＯＦＧ８のみに角速度が検出され、その大きさは下
向きに０．００４１７°／秒である。これは３６０°を
３６００秒×１日で割った値である。ロール角検出ＯＦ
Ｇ７追う及びヨー角検出ＯＦＧ９は、それぞれ検出方向
が地球の自転の方向に直角なので角速度は共に０とな
る。この状態で図２のオフセットキャンセル制御手段１
でオフセットを解消し、３軸ともに角速度が０を表すよ
うにする。

【００２３】次に、計測プローブ６を人孔１０内に入れ
る。この作業中には計測プローブ６が上下左右に激しく
動かされることもあるので、ＯＦＧ７、８、９のダイナ
ミックレンジを越えるような角速度が発生し、姿勢を正
しく計測することはできない。

【００２４】人孔１０内で計測プローブ６を管路入口１
５ａ内に置いて静止させる。そして、３軸の角速度を各
回転角速度検出手段２、３、４で計測する。このとき計
測プローブ６が東北を向いていたとすると、ロール角と
ピッチ角にそれぞれ０．００２９５°／秒、−０．００
２９５°／秒の角速度が現れる。ヨー角の角速度は０で
ある。初期姿勢算出手段５は、この３軸の角速度から計
測プローブ６が東北を向いていることを算出する。この
例では、計測プローブ６が東北を向いており水平になっ
ているという初期姿勢・方位が求まる。

【００２５】このようにして傾斜計や方位計を用いるこ
となく、管路入口１５ａ内に置いた計測プローブ６の初
期姿勢・方位を得ることができる。

【００２６】本発明の他の実施例を説明する。

【００２７】前記した実施例において、管路入口１５ａ
内に置いた計測プローブ６のＯＦＧ７、８、９のうち２
軸が地球の自転による回転方向と直交していると、計測
プローブ６の姿勢を一意に決めることができなくなる。
そこで、このような場合、管路入口１５ａに計測プロー
ブ６を案内する助走路（図示せず）を接続する。助走路
は管路入口１５ａの姿勢・方位に対して所定の角度を有
するように接続する。この助走路に計測プローブ６を置
くと、計測プローブ６のＯＦＧ７、８、９のうち少なく
とも２軸に地球の自転に基づく回転角速度が現れること
になる。このようにして助走路で計測プローブ６の初期
姿勢・方位を定め、管路計測を行う。管路計測後、計測
したルート形状から助走路の部分を取り除く。

【００２８】計測プローブ６に加速度計を設け、この加
速度計で重力方向を検出するようにしてもよい。

【００２９】また、前記した実施例においては、計測プ
ローブ６に３軸のＯＦＧ７、８、９を搭載したが、計測
プローブ６をロール回転しないような構造とすれば、計
測プローブ６には２軸のＯＦＧを搭載すれば管路計測が
可能である。

【００３０】さらに、ＯＦＧを１軸とし、左右方向の
み、或いは上下方向のみの管路計測を行ってもよい。左
右方向のみのＯＦＧによる管路計測は、方位のみが計測
されるので地図上に管路を示すことができる。また、上
下方向のみのＯＦＧによる管路計測は、管路の勾配の変
化を知るのに有利である。

【００３１】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００３２】（１）活線等の磁界の影響を受けない場所
で正確にオフセットが解消できるので、計測精度が向上
する。

【００３３】（２）人孔内で傾斜計や方位計等の計器を
用いる必要がないので、作業性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の計測方法の概略説明図である。

【図２】本発明の計測方法に用いる計測プローブの信号
処理部のブロック図である。

【図３】３軸ＯＦＧを内蔵する計測プローブの概略説明
図である。

【符号の説明】

１オフセットキャンセル制御手段２ロール角検出手段（回転角速度検出手段）３ピッチ角検出手段（回転角速度検出手段）４ヨー角検出手段（回転角速度検出手段）５初期姿勢算出手段６計測プローブ７ロール角検出ＯＦＧ８ピッチ角検出ＯＦＧ９ヨー角検出ＯＦＧ１２作業場（管路外）１５管路１５ａ管路入口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電力ケーブル等を通す管路を計測するた
めに、回転角速度を検出する回転角速度検出手段を内蔵
した計測プローブを管路に挿入する際に、管路外で上記
計測プローブの姿勢・方位のオフセットを解消させた
後、この計測プローブを管路入口内に置いて静止させ、
このとき検出される地球の自転に基づく回転角速度から
この計測プローブの初期姿勢・方位を求めることを特徴
とする管路計測方法。
【請求項２】上記計測プローブの姿勢・方位のオフセ
ットを解消させるときに、上記計測プローブを水平にか
つ東西を向かせて静止させることを特徴とする請求項１
記載の管路計測方法。