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JP5998324B2 - Deformation measuring device and deformation measuring method - Google Patents
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JP5998324B2 - Deformation measuring device and deformation measuring method - Google Patents

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Description

本発明は、変状測定装置及び変状測定方法に関し、詳しくは、コンパクトな構成であるにもかかわらず、短時間で、且つ、精度高く、構造物の一辺に関係するXY変位量を測定することが可能な変状測定装置及び変状測定方法に関する。   The present invention relates to a deformation measuring apparatus and a deformation measuring method, and more specifically, measures an XY displacement amount related to one side of a structure in a short time and with high accuracy despite a compact configuration. The present invention relates to a deformation measuring apparatus and a deformation measuring method capable of performing the above.

コンクリートの建物、自動車の高速道路、鉄道の線路等の長尺な構造物の変状や劣化を調査するために、当該構造物の一辺に関係する(例えば、一辺と垂直な方向の)XY変位量を長期間にわたって測定する変状計測が行われている。この変状計測の測定結果に基づいて、構造物に対する今後の方針を決定しており、特に、構造物の周辺で行われる山留掘削工事、シールド工事、切土・盛土工事による構造物への影響を図るために、この変状計測は重要である。従来より、レーザー光線の直進性を利用して、一般的な構造物、建築物、機器装置、地盤、道路、鉄道、水路等の変状(変位)を測定するための技術は多数存在する。   XY displacement related to one side of the structure (eg, in a direction perpendicular to one side) to investigate the deformation and deterioration of long structures such as concrete buildings, automobile highways, railway tracks, etc. Deformation measurement is performed to measure the amount over a long period of time. Based on the measurement results of this deformation measurement, the future policy for the structure has been determined, and in particular, the structure to the structure by the excavation work, shield work, cutting / filling work around the structure is decided. This deformation measurement is important in order to make an impact. Conventionally, there are many techniques for measuring the deformation (displacement) of general structures, buildings, equipment, ground, roads, railways, waterways, etc. by utilizing the straightness of laser beams.

例えば、特開平5−213198号公報(特許公報1)には、鉄道車輌用のレールに所定距離を置いてレーザー発光器とレーザー受光目盛板とを配設し、レーザー発光器から照射されたレーザー光のスポットをレーザー受光目盛板で測定することにより、レールの直線部の狂いを測定するようにしたことを特徴とする軌道狂い測定方法が開示されている。これにより、曲線部及び直線部の軌道狂いを自動的且つ連続的に測定することが出来て、極めて高精度且つ効率の良い測定が可能であるとしている。又、新幹線等の高速車輌用の曲率の大きい軌道の狂いを正確に測定することが出来て、車輌のより一層の高速化を実現することが可能であるとしている。   For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 5-213198 (Patent Publication 1), a laser light emitter and a laser light receiving scale plate are disposed at a predetermined distance on a rail for a railway vehicle, and laser emitted from the laser light emitter is provided. A trajectory deviation measuring method is disclosed in which the deviation of the linear portion of the rail is measured by measuring the spot of light with a laser receiving scale plate. Thereby, it is possible to automatically and continuously measure the trajectory deviation of the curved portion and the straight portion, and to perform extremely high precision and efficient measurement. Further, it is possible to accurately measure a deviation in a track having a large curvature for a high-speed vehicle such as a Shinkansen, and further increase the speed of the vehicle.

又、実開平6−86012号公報(特許公報2)には、測定対象となる構築物の測定区間となる一端側に固定され、その構築物と平行にレーザー光を照射するレーザー光源と、構築物に沿って走行することができる台車と、この台車の走行距離を測定する測距手段と、この台車に搭載され上記レーザー光を受光する受光器とを備える構築物の歪測定装置が開示されている。この歪測定装置では、上記台車の移動と共に上記受光器が常時上記レーザー光を受光できるように上記受光器を上記レーザー光とほぼ垂直に交叉する面に沿って移動させる直交二軸駆動手段と、この直交二軸駆動手段の駆動量を検出する変位検出手段と、この変位検出手段の検出値から上記構築物の歪量を求める演算手段とを更に備える。これにより、レーザー光を基準線として利用し、この基準線を受光器で捕捉しながら軌道を台車で移動させ、受光器を基準線の位置に維持するための移動量を取込む構造としたから、受光器の移動量が軌道の基準線に対する通り狂い及び高低狂いとして取扱うことが出来て、構築物の歪量を直接測定することが出来るとしている。   In Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-86012 (Patent Publication 2), a laser light source that is fixed to one end of a measurement section of a structure to be measured and irradiates a laser beam in parallel with the structure, along the structure. There is disclosed a distortion measuring apparatus for a structure, which includes a cart that can travel in a moving manner, distance measuring means that measures the travel distance of the cart, and a light receiver that is mounted on the cart and receives the laser light. In this strain measuring apparatus, orthogonal biaxial driving means for moving the light receiver along a surface intersecting with the laser light substantially perpendicularly so that the light receiver can always receive the laser light as the carriage moves. Displacement detection means for detecting the drive amount of the orthogonal biaxial drive means, and calculation means for obtaining the strain amount of the structure from the detection value of the displacement detection means are further provided. As a result, the laser beam is used as a reference line, and the trajectory is moved by the carriage while the reference line is captured by the light receiver, and the movement amount for maintaining the light receiver at the position of the reference line is taken in. The amount of movement of the light receiver can be handled as a deviation from the reference line of the orbit and an elevation deviation, and the distortion amount of the structure can be directly measured.

又、特開平8−292026号公報(特許公報3)には、レーザー照準器より放射されるレーザー光線と、該レーザー光線を受光して作動する変位検出器を用いて、被測定体の変位量を測定し、適当な箇所に表示する手段を備えてなることを特徴とした交通システム走行路線形等自動点検装置が開示されている。これにより、構造物の沈下、変形時、特に構造物に被害をもたらす程でない地震発生直後のマグレブにおける車両の運転再開可否の判断時に、即自動的に地上コイルの位置が点検出来るので、従来の方法による場合のような時間と労力を要しないとしている。   Japanese Patent Laid-Open No. 8-292026 (Patent Publication 3) measures the amount of displacement of a measured object using a laser beam emitted from a laser sighting device and a displacement detector that operates by receiving the laser beam. In addition, an automatic inspection device such as a traffic system travel line alignment is disclosed which is provided with means for displaying at an appropriate location. As a result, the position of the ground coil can be inspected immediately when the vehicle is allowed to resume operation in Maghreb immediately after an earthquake that does not cause damage to the structure. It is said that it does not require the time and labor required by the method.

又、特開2006−308304号公報(特許文献4)には、計測対象の軌道区間の一端に発光手段を配置し、他端には前記発光手段からの光を受光して受光信号を出力する受光手段を配置し、前記軌道区間の中点には軌道と直交する方向に出没駆動される光遮断片を出没駆動する送り装置を配置し、前記送り装置によって出没駆動される光遮断片が前記発光手段から受光手段までの光路を遮断するときの出没駆動量に基づいて、前記軌道区間の軌道通り狂いを計測するように構成された軌道通り狂い計測装置が開示されている。この軌道通り狂い計測装置では、前記送り装置のセット位置を、軌道位置から所定距離だけ変位した位置にシフトさせるガイド付きマウントを備えたことを特徴とする。これにより、直線区間でも、大きな曲率の区間でも、正負の軌道通り狂いを計測することが出来るとしている。   Japanese Patent Laying-Open No. 2006-308304 (Patent Document 4) arranges light emitting means at one end of a track section to be measured, and receives light from the light emitting means at the other end and outputs a light reception signal. A light receiving means is disposed, and a feeding device that drives the light blocking piece driven in and out in a direction orthogonal to the track is disposed at the middle point of the track section, and the light blocking piece driven and driven by the feeding device is A trajectory deviation measuring device configured to measure a trajectory deviation in the trajectory section based on a drive amount when the optical path from the light emitting means to the light receiving means is interrupted is disclosed. This trajectory deviation measuring device is characterized by comprising a mount with a guide for shifting the set position of the feeding device to a position displaced by a predetermined distance from the trajectory position. As a result, it is possible to measure deviations in positive and negative trajectories in both straight sections and sections with large curvatures.

又、特開2011−7667号公報(特許公報5)には、対象物の変位を測定する変位測定装置が開示されている。この変位測定装置は、前記対象物に取り付けられるPSDと、該PSDの受光面に向けて照射光を照射する光源と、前記PSDの前記受光面における照射光の受光位置から前記対象物の変位測定値を算出する演算処理手段とを備えていることを特徴とする。これにより、光源からの照射光の直接光がPSDの受光面で受光されるため、反射光が受光される従来技術に比して、変位測定値の誤差が小さく、そのうえ、誤差を低減するための複雑な補正を行う必要がなく、装置全体が簡易な構造となるため、安価に実施することが出来るとしている。   Japanese Patent Laying-Open No. 2011-7667 (Patent Publication 5) discloses a displacement measuring device for measuring the displacement of an object. The displacement measuring device includes a PSD attached to the object, a light source that emits irradiation light toward the light receiving surface of the PSD, and a displacement measurement of the object from a light receiving position of the irradiation light on the light receiving surface of the PSD. Computational processing means for calculating a value is provided. As a result, since the direct light of the irradiation light from the light source is received by the light receiving surface of the PSD, the error of the displacement measurement value is small as compared with the conventional technique in which the reflected light is received, and in addition, the error is reduced. Therefore, it is not necessary to perform complicated correction, and the entire apparatus has a simple structure.

特開平5−213198号公報JP-A-5-213198 実開平6−86012号公報Japanese Utility Model Publication No. 6-86012 特開平8−292026号公報JP-A-8-292026 特開2006−308304号公報JP 2006-308304 A 特開2011−7667号公報JP 2011-7667 A

しかしながら、特許文献1−5に記載の技術では、後述のように、種々の問題があった。例えば、特許文献1、2に記載の技術では、軌道狂いや歪量を測定するために、レールや構築物に沿ってレーザー受光目盛板や受光器を走行させる必要があり、測定時間が掛かるという問題がある。   However, the techniques described in Patent Documents 1-5 have various problems as described later. For example, in the techniques described in Patent Documents 1 and 2, it is necessary to run a laser light receiving scale plate and a light receiver along a rail or a structure in order to measure a trajectory error or a distortion amount. There is.

又、特許文献3に記載の技術では、変位検出器に、例えば、四分割光電素子等の特別な検知手段を採用する必要があり、コストが掛かるという問題がある。   Further, the technique described in Patent Document 3 requires a special detection means such as a quadrant photoelectric element for the displacement detector, and there is a problem that costs increase.

又、特許文献4、5に記載の技術では、光遮断片、PSDの受光面の位置の変位のみを測定するため、例えば、直線状の複数の箇所の変位を測定する場合は、測定毎に光遮断片、PSDの受光面を移動させる必要があり、測定時間が掛かるという問題がある。   In the techniques described in Patent Documents 4 and 5, only the displacement of the light blocking piece and the light receiving surface of the PSD is measured. For example, when measuring the displacement of a plurality of linear portions, It is necessary to move the light blocking piece and the light receiving surface of the PSD, and there is a problem that it takes a long measurement time.

又、特許文献1−5に記載の技術では、特定の測定スペースが必要であり、測定対象の場所が限定されるという問題がある。   In addition, the technique described in Patent Documents 1-5 has a problem that a specific measurement space is required and the location of the measurement target is limited.

そこで、本発明は、前記問題を解決するためになされたものであり、コンパクトな構成であるにもかかわらず、短時間で、且つ、精度高く、構造物の一辺に関係するXY変位量を測定することが可能な変状測定装置及び変状測定方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and measures the XY displacement amount related to one side of the structure in a short time and with high accuracy despite the compact configuration. It is an object of the present invention to provide a deformation measuring apparatus and a deformation measuring method that can be performed.

本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、本発明に係る新規な変状測定装置及び変状測定方法を完成させた。即ち、本発明に係る変状測定装置は、構造物の変位を測定する変状測定装置であって、以下の構成を採用する。   As a result of intensive studies, the present inventor has completed a novel deformation measuring apparatus and deformation measuring method according to the present invention. That is, the deformation measurement apparatus according to the present invention is a deformation measurement apparatus that measures the displacement of a structure, and employs the following configuration.

本発明に係る変状測定装置は、レーザー照射部と、反射受光手段と、接写手段と、算出手段と、測定手段とを備える。レーザー照射部は、構造物の一辺に沿ってレーザー光線を照射する。反射受光手段は、前記構造物の一辺に沿って直列に配置された複数の反射部のうち、一の反射部で前記レーザー光線を反射させて、当該反射部に対して配置された受光板に受光させる。接写手段は、各受光板毎に固定された複数のカメラのうち、前記レーザー光線を受光した受光板のカメラにより、当該受光板上のレーザー光線のスポットを接写する。算出手段は、前記受光板で受光した際のレーザー光線の進行方向に直角な面をXY平面とし、前記受光板の所定の位置をXY平面の基準点として、前記接写されたレーザー光線のスポットのXY座標値を算出する。測定手段は、各反射部毎にレーザー光線を反射させ、各受光板毎に受光させることで、各カメラ毎に算出される複数のスポットのXY座標値に基づいて、当該複数のスポット間のXY変位量を、前記構造物の一辺のXY変位量として測定する。前記変状測定装置は、前記反射部を円筒部の開口の半分に設置して当該半分で前記レーザー光線を反射させ、残りの半分を透光部とし、前記円筒部の中心軸とレーザー光線の軸とを平行にして、前記円筒部の透光部にレーザー光線を透過した状態で前記円筒部の中心軸を回転軸として前記円筒部を回転可能に支持する回転ステージと、前記回転ステージを前記構造物の一辺の所定の位置に固定する固定部材と、を備える。前記反射受光手段は、前記回転ステージの円筒部を回転させることで、レーザー光線を反射部で反射させたり透光部で透光したりする。 The deformation measurement apparatus according to the present invention includes a laser irradiation unit, a reflection / reception unit, a close-up unit, a calculation unit, and a measurement unit. The laser irradiation unit irradiates a laser beam along one side of the structure. The reflection light receiving means reflects the laser beam at one reflection portion of the plurality of reflection portions arranged in series along one side of the structure, and receives the light on a light receiving plate arranged with respect to the reflection portion. Let The close-up means closes the spot of the laser beam on the light receiving plate by a camera of the light receiving plate that has received the laser beam among a plurality of cameras fixed for each light receiving plate. The calculating means uses an XY plane of a surface of the laser beam that has been photographed, with a plane perpendicular to the traveling direction of the laser beam when received by the light receiving plate as an XY plane, and a predetermined position of the light receiving plate as a reference point of the XY plane. Calculate the value. The measuring means reflects the laser beam for each reflecting part and receives the light for each light receiving plate, so that the XY displacement between the plurality of spots is calculated based on the XY coordinate values of the plurality of spots calculated for each camera. The amount is measured as the amount of XY displacement on one side of the structure. The deformation measuring device is configured such that the reflection part is installed in half of the opening of the cylindrical part, the laser beam is reflected by the half, and the other half is used as a translucent part, and the central axis of the cylindrical part and the axis of the laser beam are , And a rotary stage that rotatably supports the cylindrical portion with the central axis of the cylindrical portion as a rotation axis in a state where a laser beam is transmitted through the light transmitting portion of the cylindrical portion, and the rotary stage of the structure And a fixing member for fixing to a predetermined position on one side. The reflection light receiving means rotates the cylindrical portion of the rotary stage so that the laser beam is reflected by the reflecting portion or transmitted by the light transmitting portion.

又、本発明は、構造物の変位を測定する変状測定装置の変状測定方法として提供することが出来る。本発明に係る変状測定方法は、照射ステップと、受光ステップと、接写ステップと、算出ステップと、測定ステップとを備える。照射ステップは、構造物の一辺に沿ってレーザー光線を照射する。反射受光ステップは、前記構造物の一辺に沿って直列に配置された複数の反射部のうち、一の反射部で前記レーザー光線を反射させて、当該反射部に対して配置された受光板に受光させる。接写ステップは、各受光板毎に固定された複数のカメラのうち、前記レーザー光線を受光した受光板のカメラにより、当該受光板上のレーザー光線のスポットを接写する。算出ステップは、前記受光板で受光した際のレーザー光線の進行方向に直角な面をXY平面とし、前記受光板の所定の位置をXY平面の基準点として、前記接写されたレーザー光線のスポットのXY座標値を算出する。測定ステップは、各反射部毎にレーザー光線を反射させ、各受光板毎に受光させることで、各カメラ毎に算出される複数のスポットのXY座標値に基づいて、当該複数のスポット間のXY変位量を、前記構造物の一辺のXY変位量として測定する。前記変状測定装置は、前記反射部を円筒部の開口の半分に設置して当該半分で前記レーザー光線を反射させ、残りの半分を透光部とし、前記円筒部の中心軸とレーザー光線の軸とを平行にして、前記円筒部の透光部にレーザー光線を透過した状態で前記円筒部の中心軸を回転軸として前記円筒部を回転可能に支持する回転ステージと、前記回転ステージを前記構造物の一辺の所定の位置に固定する固定部材と、を備える。前記反射受光ステップは、前記回転ステージの円筒部を回転させることで、レーザー光線を反射部で反射させたり透光部で透光したりする。 In addition, the present invention can be provided as a deformation measuring method for a deformation measuring apparatus that measures the displacement of a structure. The deformation measurement method according to the present invention includes an irradiation step, a light receiving step, a close-up step, a calculation step, and a measurement step. In the irradiation step, a laser beam is irradiated along one side of the structure. The reflection / light reception step reflects the laser beam at one reflection portion among a plurality of reflection portions arranged in series along one side of the structure and receives the light on a light receiving plate arranged with respect to the reflection portion. Let In the close-up step, a spot of the laser beam on the light receiving plate is photographed by a camera of the light receiving plate that has received the laser beam among a plurality of cameras fixed for each light receiving plate. In the calculation step, an XY coordinate of the spot of the laser beam that has been imaged with the surface perpendicular to the traveling direction of the laser beam when received by the light receiving plate as an XY plane and a predetermined position of the light receiving plate as a reference point of the XY plane Calculate the value. The measurement step reflects the XY displacement between the plurality of spots based on the XY coordinate values of the plurality of spots calculated for each camera by reflecting the laser beam for each reflecting portion and receiving each of the light receiving plates. The amount is measured as the amount of XY displacement on one side of the structure. The deformation measuring device is configured such that the reflection part is installed in half of the opening of the cylindrical part, the laser beam is reflected by the half, and the other half is used as a translucent part, and the central axis of the cylindrical part and the axis of the laser beam are , And a rotary stage that rotatably supports the cylindrical portion with the central axis of the cylindrical portion as a rotation axis in a state where a laser beam is transmitted through the light transmitting portion of the cylindrical portion, and the rotary stage of the structure And a fixing member for fixing to a predetermined position on one side. In the reflection light receiving step, the cylindrical portion of the rotary stage is rotated, so that the laser beam is reflected by the reflecting portion or transmitted by the light transmitting portion.

又、本発明は、電気通信回線などを介して個別に流通する、コンピュータに実行させるためのプログラムとして提供することができる。この場合、中央演算処理装置(CPU)が、本発明のプログラムに従ってCPU以外の各回路と協働して制御動作を実現する。又、前記プログラム及びCPUを用いて実現される各手段は、専用のハードウェアを用いて構成することもできる。又、当該プログラムは、CD−ROMなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された状態で流通させることも可能である。   Further, the present invention can be provided as a program for causing a computer to circulate individually via a telecommunication line or the like. In this case, the central processing unit (CPU) realizes the control operation in cooperation with each circuit other than the CPU according to the program of the present invention. Each means realized by using the program and the CPU can also be configured by using dedicated hardware. The program can also be distributed in a state where it is recorded on a computer-readable recording medium such as a CD-ROM.

本発明に係る変状測定装置及び変状測定方法によれば、コンパクトな構成であるにもかかわらず、短時間で、且つ、精度高く、構造物の一辺に関係するXY変位量を測定することが可能となる。   According to the deformation measuring apparatus and the deformation measuring method according to the present invention, the XY displacement amount related to one side of the structure can be measured in a short time and with high accuracy despite the compact configuration. Is possible.

本発明に係る変状測定装置の概略図及び機能ブロック図である。It is the schematic and functional block diagram of the deformation measuring apparatus which concern on this invention. 本発明に係る円筒部の透光部がレーザー光線を透光した状態の一例を示す図(図2A)と、本発明に係る反射部がレーザー光線を反射し、受光板が当該レーザー光線を受光した状態の一例を示す図(図2B)とである。The figure (FIG. 2A) which shows an example of the state which the light transmission part of the cylindrical part which concerns on this invention permeate | transmitted the laser beam, The reflection part which concerns on this invention reflects a laser beam, and the light-receiving plate has received the said laser beam It is a figure (FIG. 2B) which shows an example. 本発明に係る反射部、受光板及びカメラの位置関係の一例を示す図(図3A)と、本発明に係る受光板の画像にあるスポットの一例を示す図(図3B)とである。It is a figure (FIG. 3A) which shows an example of the positional relationship of the reflection part which concerns on this invention, a light-receiving plate, and a camera, and a figure (FIG. 3B) which shows an example of the spot in the image of the light-receiving plate which concerns on this invention. 本発明に係るスポットを含む画像を示す図(図4A)と、スポットのエッジを抽出した際の画像を示す図(図4B)と、スポットのエッジから当該スポットの擬似的半径を算出した際の画像を示す図(図4C)とである。The figure (FIG. 4A) which shows the image containing the spot which concerns on this invention, the figure (FIG. 4B) which shows the image at the time of extracting the edge of a spot, and the time of calculating the pseudo radius of the said spot from the edge of a spot It is a figure (FIG. 4C) which shows an image. 本発明に係る反射部が時刻t1と時刻t2においてレーザー光線を反射した状態の一例を示す図(図5A)と、本発明に係る第一の反射部がレーザー光線を反射した状態の一例を示す図(図5B)と、本発明に係る第二の反射部がレーザー光線を反射した状態の一例を示す図(図5C)とである。The figure which shows an example (FIG. 5A) in which the reflective part which concerns on this invention reflected the laser beam in the time t1 and the time t2 and the figure which shows an example in the state in which the 1st reflective part concerning this invention reflected the laser beam ( FIG. 5B) and a diagram (FIG. 5C) showing an example of a state in which the second reflecting portion according to the present invention reflects the laser beam. 本発明に係る変状測定装置で構造物の一辺のXY変位量を測定している状態の概略図である。It is the schematic of the state which is measuring the XY displacement amount of one side of a structure with the deformation | transformation measuring apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る変状測定方法の実行手順を示すためのフローチャートである。It is a flowchart for showing the execution procedure of the deformation | transformation measuring method which concerns on this invention. 時刻t1における構造物の一辺のXY座標値の一例を示す図(図8A)と、時刻t1及び時刻t2における構造物の一辺のXY座標値の一例を示す図(図8B)とである。It is a figure (Drawing 8A) which shows an example of XY coordinate value of one side of a structure in time t1, and a figure (Drawing 8B) which shows an example of XY coordinate value of one side of a structure in time t1 and time t2. 本発明に係る変状測定装置(反射装置、受光装置)で線路のレールのXY変位量を測定する場合の斜視図(図9A)と、反射装置でレーザー光線を透光及び反射した状態と、受光装置の位置を変更した状態の一例を示す図(図9B)とである。The perspective view (FIG. 9A) in the case of measuring the XY displacement amount of the rail of a track | line with the deformation | transformation measuring apparatus (reflection apparatus, light-receiving device) which concerns on this invention, the state which permeate | transmitted and reflected the laser beam with the reflection apparatus, and light reception It is a figure (FIG. 9B) which shows an example of the state which changed the position of the apparatus. 本発明に係る反射部の別例を示す斜視図(図10A)と、固定部材の別例を示す斜視図(図10B)と、受光板及びカメラの別例を示す斜視図(図10C)とである。The perspective view (FIG. 10A) which shows another example of the reflection part which concerns on this invention, The perspective view (FIG. 10B) which shows another example of a fixing member, The perspective view (FIG. 10C) which shows another example of a light-receiving plate and a camera, It is.

以下に、添付図面を参照して、本発明に係る変状測定装置及び変状測定方法の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。   Embodiments of a deformation measuring device and a deformation measuring method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings to help understand the present invention. In addition, the following embodiment is an example which actualized this invention, Comprising: The thing of the character which limits the technical scope of this invention is not.

<変状測定装置>
図1は、本発明に係る変状測定装置の概略図及びブロック図である。本発明に係る変状測定装置は、構造物Sの変位を測定する変状測定装置1であって、図1に示すように、レーザー照射部10と、反射受光手段11と、接写手段12と、算出手段13と、測定手段14とを備える。レーザー照射部10は、構造物Sの一辺S1に沿ってレーザー光線Lを照射する。反射受光手段11は、前記構造物Sの一辺S1に沿って直列に配置された複数の反射部15(反射鏡)のうち、一の反射部15aで前記レーザー光線Lを反射させて、当該反射部15aに対して配置された受光板16aに受光させる。受光板16は、各反射部15毎に設けられる。レーザー光線Lは、反射部15aの反射点Rで反射される。接写手段12は、各受光板16毎に固定された複数のカメラ17のうち、前記レーザー光線Lを受光した受光板16aのカメラ17aにより、当該受光板16a上のレーザー光線LのスポットCを接写する。算出手段13は、前記受光板16aで受光した際のレーザー光線Lの進行方向(Z方向)に直角な面をXY平面とし、前記受光板11aの所定の位置をXY平面の基準点として、前記接写されたレーザー光線LのスポットCのXY座標値を算出する。測定手段14は、各反射部15毎にレーザー光線Lを反射させ、各受光板16毎に受光させることで、各カメラ17毎に算出される複数のスポットCのXY座標値に基づいて、当該複数のスポットC間のXY変位量を、前記構造物Sの一辺S1のXY変位量として測定する。
<Deformation measuring device>
FIG. 1 is a schematic view and a block diagram of a deformation measuring apparatus according to the present invention. The deformation measuring apparatus 1 according to the present invention is a deformation measuring apparatus 1 that measures the displacement of a structure S. As shown in FIG. 1, a laser irradiation unit 10, a reflection light receiving unit 11, a close-up copying unit 12, and the like. , Calculating means 13 and measuring means 14. The laser irradiation unit 10 irradiates the laser beam L along one side S1 of the structure S. The reflection light receiving means 11 reflects the laser beam L at one reflection portion 15a among a plurality of reflection portions 15 (reflection mirrors) arranged in series along one side S1 of the structure S, and the reflection portion The light receiving plate 16a arranged with respect to 15a receives light. The light receiving plate 16 is provided for each reflecting portion 15. The laser beam L is reflected at the reflection point R of the reflecting portion 15a. The close-up means 12 takes a close-up of the spot C of the laser beam L on the light receiving plate 16a by the camera 17a of the light receiving plate 16a that has received the laser beam L among the plurality of cameras 17 fixed for each light receiving plate 16. The calculating means 13 uses the surface perpendicular to the traveling direction (Z direction) of the laser beam L when received by the light receiving plate 16a as the XY plane, and the predetermined position of the light receiving plate 11a as the reference point of the XY plane. The XY coordinate value of the spot C of the laser beam L is calculated. The measuring means 14 reflects the laser beam L for each reflecting portion 15 and receives the light for each light receiving plate 16, so that the plurality of spots are calculated based on the XY coordinate values of the plurality of spots C calculated for each camera 17. The XY displacement amount between the spots C is measured as the XY displacement amount of one side S1 of the structure S.

ここで、反射受光手段11、接写手段12、算出手段13、測定手段14は、例えば、図1に示すように、パーソナルコンピューター、ノートパソコン等の端末装置18、携帯端末装置が、各手段に対応するプログラムを実行することで当該各手段の機能を実現する。例えば、端末装置18のCPUが、例えば、RAMを作業領域として利用し、ROM、HDD、SSD等に記憶されているプログラムを実行し、各手段の処理を実行する。   Here, as shown in FIG. 1, for example, as shown in FIG. 1, the reflected light receiving means 11, the close-up means 12, the calculating means 13, and the measuring means 14 are a personal computer, a terminal device 18 such as a notebook computer, and a portable terminal device. The function of each means is realized by executing the program to be executed. For example, the CPU of the terminal device 18 uses a RAM as a work area, executes a program stored in a ROM, HDD, SSD, or the like, and executes processing of each unit.

これにより、コンパクトな構成であるにもかかわらず、短時間で、且つ、精度高く、構造物Sの一辺S1に関係するXY変位量(ここでは、構造物Sの一辺S1と直角な方向のXY変位量)を測定することが可能となる。   Thereby, in spite of a compact configuration, the amount of XY displacement related to one side S1 of the structure S (here, XY in a direction perpendicular to the one side S1 of the structure S) in a short time and with high accuracy. (Displacement amount) can be measured.

即ち、本発明では、入手し易い反射部15と受光板16とカメラ17を組み合わせ、当該カメラ17の画像によりスポットCのXY座標値を算出し、複数のスポットCのXY座標値から、構造物Sの一辺S1のXY変位量を計測する。そのため、特殊な部材を必要とせず、簡単で安価に構成することが可能となる。   In other words, in the present invention, the easily obtainable reflecting portion 15, the light receiving plate 16, and the camera 17 are combined, the XY coordinate value of the spot C is calculated from the image of the camera 17, and the structure is obtained from the XY coordinate values of the plurality of spots C. The XY displacement amount of one side S1 of S is measured. Therefore, a special member is not required, and the configuration can be simple and inexpensive.

又、本発明では、反射部15によるレーザー光線Lの反射と、受光板16によるレーザー光線Lの受光と、当該レーザー光線LのスポットCのXY座標値の算出と、複数のスポットC間のXY変位量の測定(算出)とにより、構造物Sの一辺S1のXY変位量を測定する。ここで、反射部15と受光板16とカメラ17とを一組として、複数の組を構造物Sの一辺S1に沿って予め直列に設ければ、これらの処理は数十秒で実行出来る。そのため、本発明では、従来技術と比較して、構造物Sの一辺S1のXY変位量を非常に短時間で測定することが可能となる。   In the present invention, the reflection of the laser beam L by the reflecting portion 15, the reception of the laser beam L by the light receiving plate 16, the calculation of the XY coordinate value of the spot C of the laser beam L, and the amount of XY displacement between the plurality of spots C are calculated. By the measurement (calculation), the XY displacement amount of one side S1 of the structure S is measured. Here, if the reflecting portion 15, the light receiving plate 16, and the camera 17 are taken as a set, and a plurality of sets are provided in series along one side S1 of the structure S, these processes can be executed in several tens of seconds. Therefore, in the present invention, it is possible to measure the XY displacement amount of one side S1 of the structure S in a very short time as compared with the prior art.

ここで、異なる時刻で算出された2種類のスポットCのXY座標値を用いて、当該複数(2つ)のスポットC間のXY変位量を測定すれば、前記構造物Sの一辺S1の所定の位置における経時的なXY変位量を測定することが出来る。一方、所定のスポットC(例えば、レーザー照射部10に対して直近にある受光板16のスポット)を基準として、当該スポットCのXY座標値と、当該スポットCよりもZ方向に沿って前方にある他のスポットCのXY座標値とを用いて、スポットC間のXY変位量を測定すれば、前記構造物Sの一辺S1のZ方向におけるXY変位量を測定することが出来る。更に、各受光板16毎に異なる時刻でカメラ17で接写されて算出された2種類のスポットCのXY座標値を用いて、各受光板16毎におけるスポットCの経時的なXY変位量を測定すれば、前記構造物Sの一辺S1の経時的なXY変位量を測定することが出来る。   Here, if the XY displacement amount between the plural (two) spots C is measured using the XY coordinate values of the two types of spots C calculated at different times, the predetermined side S1 of the structure S is predetermined. The amount of XY displacement over time at the position can be measured. On the other hand, with reference to a predetermined spot C (for example, the spot of the light receiving plate 16 closest to the laser irradiation unit 10), the XY coordinate value of the spot C and the spot C forward from the spot C along the Z direction. If the XY displacement amount between spots C is measured using the XY coordinate value of a certain other spot C, the XY displacement amount in the Z direction of one side S1 of the structure S can be measured. Further, by using the XY coordinate values of the two kinds of spots C calculated by the camera 17 at different times for each light receiving plate 16, the XY displacement amount of the spot C over time for each light receiving plate 16 is measured. Then, the XY displacement amount with time of the one side S1 of the structure S can be measured.

又、本発明では、反射部15でレーザー光線Lを反射させることで、レーザー光線LのスポットCを、変状計測の対象である構造物Sの一辺S1の近傍とは異なる箇所に形成させることが出来る。そのため、構造物Sの一辺S1の近傍に測定スペースを設ける必要が無く、任意の箇所に、受光板16及びカメラ17を設置して、反射部15で当該受光板16にレーザー光線LのスポットCを形成させるように当該反射部15を設置すれば、変状計測が可能となる。その結果、変状計測の省スペース化を実現することが可能となるとともに、変状計測の対象の環境に応じて、変状測定装置1を適用させることが可能となる。   In the present invention, the laser beam L is reflected by the reflecting portion 15 so that the spot C of the laser beam L can be formed at a location different from the vicinity of one side S1 of the structure S to be deformed. . Therefore, there is no need to provide a measurement space in the vicinity of one side S1 of the structure S, and the light receiving plate 16 and the camera 17 are installed at arbitrary locations, and the spot C of the laser beam L is applied to the light receiving plate 16 by the reflecting portion 15. If the reflecting portion 15 is installed so as to be formed, deformation measurement can be performed. As a result, it is possible to realize space saving for deformation measurement, and it is possible to apply the deformation measurement apparatus 1 according to the environment of the deformation measurement target.

更に、本発明では、受光板16aでレーザー光線Lを受光し、当該受光板16aに写ったレーザー光線LのスポットCをカメラ17aで接写することで、スポットCの画像は高解像度の画像となる。高解像度の画像からスポットCのXY座標値を算出すれば、そのXY座標値の精度(測定限界)は0.数mmとなる。そのため、本発明では、構造物Sの一辺S1のXY変位量を非常に精度高く測定することが可能となるのである。   Further, in the present invention, the laser beam L is received by the light receiving plate 16a, and the spot C of the laser beam L reflected on the light receiving plate 16a is close-up shot by the camera 17a, so that the image of the spot C becomes a high resolution image. If the XY coordinate value of the spot C is calculated from the high resolution image, the accuracy (measurement limit) of the XY coordinate value is 0. It becomes several mm. Therefore, in the present invention, the XY displacement amount of the side S1 of the structure S can be measured with very high accuracy.

そして、レーザー光線LのスポットCの形成を制御する反射部15は、比較的小型で、且つ、軽量であることから、レーザー光線Lを反射させる際にブレが生じ難い。そのため、本発明では、算出されるスポットCのXY座標値にブレの誤差が生じ難く、測定結果の精度を更に向上させることが可能となる。更に、反射部15を設けることで、レーザー光線Lから離れた位置に受光板16及びカメラ17を設置することが可能となることから、装置の各部を小型化することが出来て、省スペース化を実現出来る。   And since the reflection part 15 which controls formation of the spot C of the laser beam L is comparatively small and lightweight, it is hard to produce blurring when reflecting the laser beam L. Therefore, in the present invention, blurring errors are unlikely to occur in the calculated XY coordinate values of the spot C, and the accuracy of the measurement result can be further improved. Furthermore, since the light receiving plate 16 and the camera 17 can be installed at a position away from the laser beam L by providing the reflecting portion 15, each part of the apparatus can be reduced in size and space saving. It can be realized.

<各構成>
ここで、レーザー照射部10の機能は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無く、単にレーザー光線Lを照射する機能のみであっても、レーザー光線Lの起点から当該レーザー光線Lの反射点までの間のZ方向の距離を測定する機能を更に有していても構わない。レーザー距離計のように、受光量に応じてZ方向の距離を測定可能とすれば、XYZ座標値の計測も可能となるため、構造物Sの一辺S1のXYZ変位量を測定することが可能となる。
<Each component>
Here, the function of the laser irradiation unit 10 is not particularly limited as long as the object of the present invention is not hindered, and even from the function of simply irradiating the laser beam L, from the starting point of the laser beam L to the reflection point of the laser beam L. You may further have the function to measure the distance of the Z direction between these. If the distance in the Z direction can be measured according to the amount of received light like a laser distance meter, the XYZ coordinate value can also be measured, so the XYZ displacement amount of one side S1 of the structure S can be measured. It becomes.

又、レーザー照射部10のレーザー光線Lの進行距離範囲は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無いが、例えば、1m〜100mの範囲内であると好ましく、1m〜50mの範囲内であると更に好ましい。これにより、一辺が非常に長い構造物、建築物、機器装置、地盤、道路、鉄道、線路、水路等のXY変位量を幅広く測定することが可能となる。   Further, the travel distance range of the laser beam L of the laser irradiation unit 10 is not particularly limited as long as the object of the present invention is not hindered, but is preferably in the range of 1 m to 100 m, for example, in the range of 1 m to 50 m. More preferably. This makes it possible to measure a wide range of XY displacement amounts of structures, buildings, equipment, ground, roads, railways, railways, waterways, etc., with very long sides.

又、レーザー照射部10のレーザー光線Lのスポット径(光径)は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無いが、例えば、0.1mm〜2.0mmの範囲内であると好ましく、0.1mm〜1.0mmの範囲内であると更に好ましい。レーザー光線Lのスポット径が小さい程、スポットCが理想的な点(ゼロ次元の点)に近づくため、当該複数のスポットC間のXY変位量、つまり、構造物Sの一辺S1のXY変位量を正確に測定することが可能となる。   Further, the spot diameter (light diameter) of the laser beam L of the laser irradiation unit 10 is not particularly limited as long as it does not hinder the object of the present invention. For example, it is preferably within a range of 0.1 mm to 2.0 mm. More preferably, it is in the range of 0.1 mm to 1.0 mm. The smaller the spot diameter of the laser beam L, the closer the spot C is to an ideal point (zero-dimensional point), so the XY displacement amount between the plurality of spots C, that is, the XY displacement amount of one side S1 of the structure S is calculated. It becomes possible to measure accurately.

又、レーザー光線Lは、進行距離が長くなる程、スポット径が広がる(拡散する)ため、例えば、レーザー照射部10と反射部15との間、又は、反射部15と受光板16との間に、レーザー光線Lのスポット径を一定とするレンズを更に設けても良い。これにより、進行距離が長距離(10m、20m、50m等)にわたってレーザー光線Lのスポット径を一定とすることで、長距離にわたって構造物Sの一辺S1のXY変位量を精度高く測定することが可能となる。   Further, since the spot diameter of the laser beam L becomes wider (diffuses) as the traveling distance becomes longer, for example, between the laser irradiation unit 10 and the reflection unit 15 or between the reflection unit 15 and the light receiving plate 16. A lens that makes the spot diameter of the laser beam L constant may be further provided. Thereby, by making the spot diameter of the laser beam L constant over a long distance (10 m, 20 m, 50 m, etc.), the XY displacement amount of one side S1 of the structure S can be accurately measured over a long distance. It becomes.

又、レーザー照射部10のレーザー光線Lの安全基準のクラスは、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無いが、例えば、波長が400nm〜700nmの範囲内である可視光で出力が1mW以下であるクラス2が好ましい。このクラスであると、例えば、構造物SのXY変位量を測定している際に、仮に、ユーザーの目にレーザー光線Lが一時的に照射しても、ユーザーが目の嫌悪反応を感じるだけで、目に危険性は無く、極めて安全である。   Further, the safety standard class of the laser beam L of the laser irradiation unit 10 is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. For example, the output is 1 mW or less with visible light having a wavelength in the range of 400 nm to 700 nm. Class 2 is preferred. In this class, for example, when measuring the XY displacement amount of the structure S, even if the laser beam L is temporarily irradiated to the user's eyes, the user only feels an aversion reaction of the eyes. There is no danger to the eyes and it is extremely safe.

又、レーザー照射部10のレーザー光線Lの波長は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無いが、例えば、可視光で赤色を示す650nmであると好ましい。これにより、構造物SのXY変位量を測定している際に、ユーザーが一見してレーザー光線Lが照射しているか否かを確認することが可能となる。   Further, the wavelength of the laser beam L of the laser irradiation unit 10 is not particularly limited as long as the object of the present invention is not hindered. For example, it is preferably 650 nm which shows red in visible light. Thereby, when measuring the amount of XY displacement of the structure S, the user can confirm whether the laser beam L is irradiated at a glance.

又、レーザー照射部10のレーザー光線Lは、構造物Sの一辺S1に対して平行で、且つ、直線性を維持すると好ましい。そのため、例えば、レーザー照射部10に傾斜計を設けるとともに、レーザー照射部10の設置底面に水平調整可能な水平調整部を更に設けて、当該レーザー照射部10のレーザー光線Lの水平度を適宜調整出来るよう構成すると好ましい。   Moreover, it is preferable that the laser beam L of the laser irradiation unit 10 is parallel to one side S1 of the structure S and maintains linearity. Therefore, for example, an inclinometer is provided in the laser irradiation unit 10, and a horizontal adjustment unit that can be horizontally adjusted is further provided on the installation bottom surface of the laser irradiation unit 10, so that the level of the laser beam L of the laser irradiation unit 10 can be adjusted appropriately. Such a configuration is preferable.

又、レーザー照射部10の設置位置は、反射部15が設置される構造物Sの一辺S1上の位置でも、当該構造物Sの一辺S1上の延長線上に存在する他の構造物の位置でも構わない。これは、例えば、構造物Sと、他の構造物とが別体の場合である。   Moreover, the installation position of the laser irradiation unit 10 may be a position on one side S1 of the structure S where the reflection unit 15 is installed, or a position of another structure existing on an extension line on the one side S1 of the structure S. I do not care. This is the case, for example, when the structure S and another structure are separate.

又、反射部15の構成は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無く、例えば、透明性の部材で作製された三角プリズム、ペンタプリズム、反射鏡、反射板等が採用される。例えば、図1に示すように、反射部15は、透明性部材の直方体の一端部を、一端面から、対向する他端面に向かって45度の角度で切断された形状であり、当該切断面に反射鏡を設けることで、反射部15に当たったレーザー光線Lを直角に90度だけ反射させるように構成している。反射鏡は、例えば、反射強化アルミ膜等の反射強化金属膜が採用される。   The configuration of the reflecting portion 15 is not particularly limited as long as the object of the present invention is not hindered. For example, a triangular prism, a pentaprism, a reflecting mirror, a reflecting plate, etc. made of a transparent member are employed. For example, as shown in FIG. 1, the reflecting portion 15 has a shape in which one end portion of a rectangular parallelepiped of the transparent member is cut at an angle of 45 degrees from one end surface toward the opposite end surface. By providing a reflecting mirror, the laser beam L impinging on the reflecting portion 15 is reflected by 90 degrees perpendicularly. For example, a reflection-enhanced metal film such as a reflection-enhanced aluminum film is employed as the reflecting mirror.

尚、反射部15によるレーザー光線Lの反射角度は、例えば、90度が好ましいが、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無い。原理的には、反射部15と、受光板16と、カメラ17との位置関係が一義的に決定されれば、反射角度に依存せずに、反射されたレーザー光線LのスポットCのXY座標値(変位)は、反射部15におけるレーザー光線Lの反射点RのXY座標値(変位)に対応する。   In addition, although the reflection angle of the laser beam L by the reflection part 15 is 90 degrees, for example, there is no limitation in particular unless the objective of this invention is inhibited. In principle, if the positional relationship among the reflector 15, the light receiving plate 16, and the camera 17 is uniquely determined, the XY coordinate value of the spot C of the reflected laser beam L does not depend on the reflection angle. (Displacement) corresponds to the XY coordinate value (displacement) of the reflection point R of the laser beam L in the reflection unit 15.

又、複数の反射部15のサイズは、例えば、どの反射部15のサイズも同一のサイズであると好ましい。又、複数の反射部15がそれぞれ設置される高さは、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無いが、例えば、どの反射部15の高さも、前記構造物Sの一辺S1に対して同一の高さであると好ましい。   Moreover, as for the size of the some reflection part 15, it is preferable in the size of all the reflection parts 15 being the same size, for example. In addition, the height at which each of the plurality of reflecting portions 15 is installed is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. For example, the height of any reflecting portion 15 is relative to one side S1 of the structure S. Are preferably the same height.

又、反射受光手段11がレーザー光線Lを反射部15で反射させる方法は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無いが、例えば、以下の構成を採用することが出来る。即ち、図1、図2に示すように、反射部15を円筒部11aの開口の半分に設置して当該半分でレーザー光線Lを反射させ、残りの半分を透光部11bとし、前記円筒部11aの中心軸とレーザー光線Lの軸(進行方向)とを平行にして、前記円筒部11aの透光部11bにレーザー光線Lを透過した状態で前記円筒部11aの中心軸を回転軸として前記円筒部11aを回転可能に支持する回転ステージ11cを設ける。更に、前記回転ステージ11cを構造物Sの一辺S1の所定の位置に固定する固定部材11d(固定治具)を設け、固定部材11dは、前記反射部15で反射したレーザー光線Lを受光する位置に受光板16を固定し、前記受光板16上のレーザー光線LのスポットCを接写する位置にカメラ17を固定している。端末装置18の反射受光手段11が、通信ケーブルを介して回転ステージ11cに通信可能に接続され、前記回転ステージ11cの円筒部11aを回転させることで、レーザー光線Lを反射部15で反射させたり透光部11bで透光したりする。   Further, the method in which the reflection light receiving means 11 reflects the laser beam L with the reflection portion 15 is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. For example, the following configuration can be adopted. That is, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the reflecting portion 15 is installed in the half of the opening of the cylindrical portion 11a, the laser beam L is reflected by the half, and the remaining half is the light transmitting portion 11b, and the cylindrical portion 11a. The cylindrical portion 11a has the central axis of the cylindrical portion 11a as a rotation axis in a state where the central axis of the cylindrical portion 11a is parallel to the axis (traveling direction) of the laser beam L and the laser beam L is transmitted through the light transmitting portion 11b of the cylindrical portion 11a. A rotation stage 11c is provided for rotatably supporting the motor. Furthermore, a fixing member 11d (fixing jig) for fixing the rotary stage 11c to a predetermined position on one side S1 of the structure S is provided, and the fixing member 11d is positioned to receive the laser beam L reflected by the reflecting portion 15. The light receiving plate 16 is fixed, and the camera 17 is fixed at a position where the spot C of the laser beam L on the light receiving plate 16 is close-up shot. The reflection light receiving means 11 of the terminal device 18 is communicably connected to the rotary stage 11c via a communication cable. By rotating the cylindrical part 11a of the rotary stage 11c, the laser beam L is reflected by the reflection part 15 or transmitted. The light is transmitted through the light portion 11b.

例えば、反射受光手段11が、前記回転ステージ11cの円筒部11aを所定の回転角度(基準となる回転角度、例えば、0度)で維持することで、図2Aに示すように、当該円筒部11aの透光部11bでレーザー光線Lを透光する(透過させる)。更に、反射受光手段11が、前記回転ステージ11cの円筒部11aを前記回転角度から180度、時計回りの方向(又は逆時計回りの方向)に回転することで、図2Bに示すように、当該円筒部11aの反射部15でレーザー光線Lを受光し、直角に反射して、反射方向に存在する(下方の)受光板16上にレーザー光線LのスポットCを形成させる。この状態で、接写手段12がカメラ17で前記スポットCを接写する。そして、反射受光手段11が、この状態から、更に、前記回転ステージ11cの円筒部11aを180度、時計回りの方向(又は逆時計回りの方向)回転することで、前記円筒部11aを元の回転角度(0度)に戻して、当該円筒部11aの透光部11bでレーザー光線Lを透光し、前記反射部15の反射を解除する。   For example, the reflection light receiving unit 11 maintains the cylindrical portion 11a of the rotary stage 11c at a predetermined rotation angle (a reference rotation angle, for example, 0 degrees), thereby, as shown in FIG. 2A, the cylindrical portion 11a. The laser beam L is transmitted (transmitted) by the light transmitting portion 11b. Further, the reflected light receiving means 11 rotates the cylindrical portion 11a of the rotary stage 11c 180 degrees from the rotation angle in the clockwise direction (or counterclockwise direction), as shown in FIG. The laser beam L is received by the reflecting portion 15 of the cylindrical portion 11a, reflected at a right angle, and a spot C of the laser beam L is formed on the light receiving plate 16 existing in the reflecting direction (downward). In this state, the close-up means 12 takes a close-up of the spot C with the camera 17. Then, the reflected light receiving means 11 further rotates the cylindrical portion 11a of the rotary stage 11c by 180 degrees in the clockwise direction (or counterclockwise direction) from this state. Returning to the rotation angle (0 degree), the laser beam L is transmitted through the light transmitting portion 11b of the cylindrical portion 11a, and the reflection of the reflecting portion 15 is released.

このように、円筒部11aや回転ステージ11cを用いてレーザー光線Lを反射したり透光したりする方法を採用すると、円筒部11aや回転ステージ11cは安価であるため、全体として安価に構成することが出来る。又、構成が簡単で、且つ、コンパクトであることから、装置全体を小型化することが可能となる。更に、反射部15は軽量であるから、回転による位置ブレも生じ難く、180度の回転のみで反射と透光を切り替えることが出来るため、装置の制御が単純であり、装置の耐久性を挙げることが出来る。   As described above, when the method of reflecting or transmitting the laser beam L using the cylindrical portion 11a or the rotating stage 11c is adopted, the cylindrical portion 11a and the rotating stage 11c are inexpensive, so that the entire structure is inexpensive. I can do it. Further, since the configuration is simple and compact, the entire apparatus can be reduced in size. Further, since the reflecting portion 15 is lightweight, position fluctuation due to rotation hardly occurs, and reflection and light transmission can be switched only by rotation of 180 degrees, so that the control of the apparatus is simple and the durability of the apparatus is raised. I can do it.

又、前記円筒部11aは、内空の筒であればよく、円筒状でも、楕円筒状でも、多角筒状でも構わない。又、固定部材11dは、どのような構成でも良く、例えば、図1、図2に示すように、断面形状がL字状であり、一面に回転ステージ11cを固定し、他面に受光板16とカメラ17とを固定し、当該他面を構造物Sの一辺S1の表面に固定するよう構成される。   The cylindrical portion 11a may be a hollow cylinder, and may be cylindrical, elliptical, or polygonal. The fixing member 11d may have any configuration. For example, as shown in FIGS. 1 and 2, the cross-sectional shape is L-shaped, the rotating stage 11c is fixed to one surface, and the light receiving plate 16 is fixed to the other surface. And the camera 17 are fixed, and the other surface is fixed to the surface of one side S1 of the structure S.

尚、反射受光手段11がレーザー光線Lを反射する方法は、他の方法として、例えば、単純に、レーザー光線Lの進行方向に直角な方向(X方向又はY方向)に対して反射部15を出し入れする方法でも構わない。   As another method, the reflection light receiving means 11 reflects the laser beam L. For example, the reflection unit 15 is simply put in and out with respect to a direction (X direction or Y direction) perpendicular to the traveling direction of the laser beam L. It doesn't matter how.

又、複数の反射部15を構造物Sの一辺S1に対して同一の高さで配置する方法は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無く、上述のように、円筒部11a、回転ステージ11c、固定部材11dを各反射部15毎に全て同一の構成にする方法を採用することが出来る。ここで、構造物Sの一辺S1に対する高さは、X方向の高さでもY方向の高さでもXY方向の高さでも構わない。又、複数の反射部15に対応して、複数の受光板16を同一の高さで配置する場合は、例えば、構造物Sの一辺S1の各設置箇所毎に平行に設置されることで、複数の受光板16は、同一の高さで配置される。   Further, the method of arranging the plurality of reflecting portions 15 at the same height with respect to the one side S1 of the structure S is not particularly limited as long as the object of the present invention is not hindered. As described above, the cylindrical portion 11a, It is possible to adopt a method in which the rotary stage 11c and the fixed member 11d are all configured in the same manner for each reflecting portion 15. Here, the height of the structure S relative to one side S1 may be the height in the X direction, the height in the Y direction, or the height in the XY direction. Moreover, when arrange | positioning the several light-receiving plate 16 at the same height corresponding to the some reflection part 15, by installing in parallel for every installation location of one side S1 of the structure S, for example, The plurality of light receiving plates 16 are arranged at the same height.

又、複数の反射部15を構造物Sの一辺S1に沿って直列に配置する方法は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無く、構造物Sの一辺S1の形状(角部、端部、表面)に対応して、(固定部材11dを用いて)反射部15を設置したり、構造物Sの一辺S1に巻尺やメジャー等の長尺部材を沿わせて、その長尺部材の各設置箇所毎に対応して反射部15を配置したりすることが出来る。   In addition, the method of arranging the plurality of reflecting portions 15 in series along one side S1 of the structure S is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired, and the shape (corner portion, Corresponding to the end portion and the surface, the reflecting portion 15 is installed (using the fixing member 11d), or a long member such as a tape measure or a measure is placed along one side S1 of the structure S. The reflecting portion 15 can be arranged corresponding to each installation location.

又、構造物Sの一辺S1の方向、つまり、レーザー光線Lの進行方向(Z方向)に対する各反射部15間の距離、又は各受光板16毎の距離は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無く、ユーザーがXY変位量の測定を所望する構造物Sの一辺S1の所定距離に適宜対応させれば良い。   In addition, the distance between the reflecting portions 15 with respect to the direction of one side S1 of the structure S, that is, the traveling direction (Z direction) of the laser beam L, or the distance for each light receiving plate 16 is as long as the object of the present invention is not impaired. There is no particular limitation, and the user may appropriately correspond to a predetermined distance of one side S1 of the structure S for which the user wants to measure the XY displacement amount.

例えば、構造物Sの一辺S1の経時的なXY変位量の測定に対応するのであれば、各反射部15間の距離は、数mに設定され、レーザー照射部10に最も近い反射部15から最も遠い反射部15までの距離は、20m、50m、100m等に設定される。又、構造物Sが鉄道の線路であり、当該構造物Sの一辺S1のXY変位量が軌道狂い(例えば、X変位量が高低狂い、Y変位量が通り狂いとする)の測定に対応するのであれば、各反射部15間の距離は、軌道狂いの規定に従って5m、10m等に適宜設定される。   For example, if it corresponds to the measurement of the XY displacement amount with time of one side S1 of the structure S, the distance between the reflecting parts 15 is set to several meters, and the distance from the reflecting part 15 closest to the laser irradiation part 10 is increased. The distance to the farthest reflecting portion 15 is set to 20 m, 50 m, 100 m, or the like. Further, the structure S is a railway track, and the XY displacement amount of the side S1 of the structure S corresponds to the measurement of the track deviation (for example, the X displacement amount is high and low, and the Y displacement amount is incorrect). In this case, the distance between the reflecting portions 15 is appropriately set to 5 m, 10 m, or the like according to the regulation of the orbital deviation.

又、受光板16のサイズは、レーザー光線Lを受光することが出来れば、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無いが、小型化を考慮すれば、例えば、長手方向のサイズが5cm〜10cmの範囲内で、短手方向のサイズが3cm〜8cmの範囲内とすることが出来る。   The size of the light receiving plate 16 is not particularly limited as long as it can receive the laser beam L, as long as the object of the present invention is not hindered. Within the range of 10 cm, the size in the short direction can be in the range of 3 cm to 8 cm.

又、受光板16の形状は、レーザー光線Lを受光することが出来れば、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無く、例えば、四角形状、多角形状、円形状、楕円形状等を採用することが出来る。   The shape of the light receiving plate 16 is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired as long as the laser beam L can be received. For example, a rectangular shape, a polygonal shape, a circular shape, an elliptical shape, etc. are adopted. I can do it.

又、複数の受光板16のサイズは、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無いが、例えば、どの受光板16のサイズも同一のサイズであると好ましい。又、複数の受光板16がそれぞれ設置される位置は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無いが、例えば、どの受光板16の位置も、前記構造物Sの一辺S1に対して近接した位置であっても良いし、前記構造物Sの環境に応じて当該構造物Sから離れた位置であっても良い。   The size of the plurality of light receiving plates 16 is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. For example, it is preferable that all the light receiving plates 16 have the same size. Further, the position where each of the plurality of light receiving plates 16 is installed is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. For example, the position of any light receiving plate 16 is relative to one side S1 of the structure S. The position may be close, or may be a position away from the structure S according to the environment of the structure S.

又、レーザー光線Lを受光する受光板16の面(照射面)は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無いが、レーザー光線LのスポットCの位置の明確性を考慮すれば、例えば、レーザー光線Lの色に対応した色(同等の色)のシート材(紙等)が設けられると好ましい。具体的には、レーザー光線Lの色が赤色であれば、それに対応した赤色のシート材が受光板16の照射面に設けられる。これにより、レーザー光線Lが受光板16に照射されると、そのスポットSの輪郭(エッジ)が強調され、当該スポットCのXY座標値を算出し易くなり、構造物Sの一辺S1のXY変位量の測定精度を向上させることが可能となる。又、受光板16の面は、例えば、スポットCを明確にする白色板や白濁板であっても良い。   Further, the surface (irradiation surface) of the light receiving plate 16 that receives the laser beam L is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired, but considering the clarity of the position of the spot C of the laser beam L, for example, It is preferable that a sheet material (paper or the like) of a color (equivalent color) corresponding to the color of the laser beam L is provided. Specifically, if the color of the laser beam L is red, a corresponding red sheet material is provided on the irradiation surface of the light receiving plate 16. Thus, when the light receiving plate 16 is irradiated with the laser beam L, the outline (edge) of the spot S is emphasized, and the XY coordinate value of the spot C can be easily calculated, and the XY displacement amount of one side S1 of the structure S It is possible to improve the measurement accuracy. The surface of the light receiving plate 16 may be, for example, a white plate or a cloudy plate that makes the spot C clear.

又、接写手段12がカメラ17により前記受光板16上のレーザー光線LのスポットCを接写する方法は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無いが、例えば、以下の構成を採用することが出来る。即ち、図1、図2、図3に示すように、受光板16を透明性又は半透明性の材質とし、当該受光板16に対してレーザー光線Lの進行方向と逆方向にカメラ17を設け、端末装置18の接写手段12が、通信ケーブルを介してカメラ17に通信可能に接続される。そして、反射受光手段11が、一の反射部15aを介して、複数の受光板16のうち、一の受光板16aでレーザー光線Lを受光すると、接写手段12が、当該一の受光板16aのカメラ17aを起動して、当該受光板16a上に写ったレーザー光線LのスポットCを、受光面と逆の背面側から接写する。   The method for the close-up means 12 to close-up the spot C of the laser beam L on the light receiving plate 16 by the camera 17 is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. For example, the following configuration is adopted. I can do it. That is, as shown in FIGS. 1, 2, and 3, the light receiving plate 16 is made of a transparent or translucent material, and the camera 17 is provided in the direction opposite to the traveling direction of the laser beam L with respect to the light receiving plate 16. The close-up means 12 of the terminal device 18 is communicably connected to the camera 17 via a communication cable. When the reflected light receiving means 11 receives the laser beam L with one light receiving plate 16a among the plurality of light receiving plates 16 through the one reflecting portion 15a, the close-up photographing means 12 is connected to the camera of the one light receiving plate 16a. 17a is activated, and the spot C of the laser beam L reflected on the light receiving plate 16a is photographed from the back side opposite to the light receiving surface.

これにより、受光板16aの背面に写ったレーザー光線LのスポットCをぶれることなく、且つ、撮影角度が生じること無く接写することが出来るため、スポットCのXY座標値を更に精度高く算出することが可能となる。   As a result, the spot C of the laser beam L reflected on the back surface of the light receiving plate 16a can be taken close-up and without taking a photographing angle, so that the XY coordinate value of the spot C can be calculated with higher accuracy. It becomes possible.

又、接写手段12が受光板16a上に写ったレーザー光線LのスポットCを背面側から接写する方法は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無いが、例えば、以下の構成を採用することが出来る。即ち、図1、図2、図3に示すように、固定部材11dに、断面形状がコ状の外装11eの外側底面を固定し、当該外装11eの内側底面にカメラ17を設置し、当該外装11eの二つの側面の端部に受光板16の左右方向の両端部をそれぞれ固定する。ここで、図3Aに示すように、受光板16を外装11eに固定する際に、カメラ17が受光板16の背面をブレなく、且つ、撮影角度を生じさせること無く接写出来る最短撮影距離D(mm)を確保することが出来る。   The method for the close-up means 12 to close-up the spot C of the laser beam L reflected on the light receiving plate 16a from the back side is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. For example, the following configuration is adopted. I can do it. That is, as shown in FIGS. 1, 2, and 3, an outer bottom surface of an exterior 11 e having a U-shaped cross section is fixed to a fixing member 11 d, and a camera 17 is installed on the inner bottom surface of the exterior 11 e. The left and right end portions of the light receiving plate 16 are fixed to the end portions of the two side surfaces of 11e. Here, as shown in FIG. 3A, when fixing the light receiving plate 16 to the exterior 11e, the shortest shooting distance D () that allows the camera 17 to take a close-up without blurring the back surface of the light receiving plate 16 and generating a shooting angle. mm) can be secured.

最短撮影距離Dは、カメラ17の性能等によるものの、例えば、カメラ17の画素数が30万画素数であれば、当該カメラ17で接写可能な最短撮影距離Dは、1.0cm〜5.0mmの範囲内と設定される。これにより、前記接写されたレーザー光線LのスポットCの画像は高解像度画像として得ることが出来るとともに、全体として小型化することが出来る。   Although the shortest shooting distance D depends on the performance of the camera 17 and the like, for example, if the number of pixels of the camera 17 is 300,000 pixels, the shortest shooting distance D that can be taken close by the camera 17 is 1.0 cm to 5.0 mm. Is set within the range. As a result, the image of the spot C of the laser beam L that has been taken close-up can be obtained as a high-resolution image, and can be reduced in size as a whole.

尚、カメラ17の画素数は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無いが、画像の解像度を考慮すると、例えば、30万画素数、100万画素数等を採用することが出来る。ここで、カメラ17の画素数を増加させれば、当該カメラ17で撮影された画像の解像度は増加するものの、通常、画像の解像度が高くなる程、当該画像内のレーザー光線LのスポットCのXY座標値の算出に要する時間が長くなるため、測定時間との兼ね合いでカメラ17の画素数は適宜設計される。   The number of pixels of the camera 17 is not particularly limited as long as it does not hinder the object of the present invention, but considering the resolution of the image, for example, 300,000 pixels, 1 million pixels or the like can be adopted. Here, if the number of pixels of the camera 17 is increased, the resolution of the image captured by the camera 17 increases, but normally, the higher the resolution of the image, the XY of the spot C of the laser beam L in the image. Since the time required to calculate the coordinate value becomes long, the number of pixels of the camera 17 is appropriately designed in consideration of the measurement time.

一方、測定時間を考慮しない場合であれば、カメラ17の画素数を増加させれば、画像の解像度が増加し、1ピクセル当たりの寸法が木目細かくなるため、測定精度が向上する。例えば、画像のサイズが50mm×50mmで、当該画像の解像度が12MBである場合、1ピクセル単位は1mm単位に換算されるため、測定精度は1mm単位となる。又、前記画像のサイズが50mm×50mmで、当該画像の解像度が25MBである場合、1ピクセル単位は0.5mm単位に換算されるため、測定精度は0.数mm単位と向上する。   On the other hand, if the measurement time is not taken into account, if the number of pixels of the camera 17 is increased, the resolution of the image increases and the size per pixel becomes finer, so that the measurement accuracy is improved. For example, when the size of the image is 50 mm × 50 mm and the resolution of the image is 12 MB, the unit of 1 pixel is converted to the unit of 1 mm, and thus the measurement accuracy is the unit of 1 mm. Further, when the size of the image is 50 mm × 50 mm and the resolution of the image is 25 MB, since one pixel unit is converted to 0.5 mm unit, the measurement accuracy is 0. Improves to a few mm.

又、画像のサイズは、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無いが、測定精度の向上を考慮すると、大きければ大きい程、好ましい。一方、画像のサイズを大きくする場合、受光板16とカメラ17との間の最短撮影距離Dを大きくする必要があるため、装置が大型化する場合がある。そのため、画像のサイズは、測定精度と小型化の両面を考慮して設定される。   The size of the image is not particularly limited as long as it does not hinder the object of the present invention, but the larger the image, the better the measurement accuracy. On the other hand, when increasing the size of the image, it is necessary to increase the shortest shooting distance D between the light receiving plate 16 and the camera 17, and thus the apparatus may be increased in size. Therefore, the image size is set in consideration of both measurement accuracy and miniaturization.

又、カメラ17のサイズは、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無いが、例えば、小型であれば、装置全体の小型化を図れるため、好ましい。   The size of the camera 17 is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. For example, a small size is preferable because the entire device can be miniaturized.

又、受光板16の厚みは、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無いが、例えば、背面接写であれば、0.5mm〜2.0mmの範囲内であると、レーザー光線LのスポットCを背面側から正確に捉える(撮影する)ことが可能となる。尚、正面接写であれば、特に限定を設ける必要は無い。   The thickness of the light receiving plate 16 is not particularly limited as long as it does not hinder the object of the present invention. For example, in the case of back-up close-up, the spot of the laser beam L is within a range of 0.5 mm to 2.0 mm. It is possible to accurately capture (capture) C from the back side. Note that there is no need to particularly limit the front close-up.

尚、背面接写の代わりに、接写手段12がカメラ17により前記受光板16上のレーザー光線LのスポットCを接写する方法は、例えば、単純に、前記受光板16に対してレーザー光線Lの進行方向と逆方向にカメラ17を設けて、当該カメラ17により前記受光板16上に写ったレーザー光線LのスポットCを正面側から接写しても良い。   Note that, instead of the back-up close-up, the close-up means 12 uses the camera 17 to close-up the spot C of the laser beam L on the light receiving plate 16, for example, simply by the traveling direction of the laser light L with respect to the light receiving plate 16. A camera 17 may be provided in the opposite direction, and the spot C of the laser beam L reflected on the light receiving plate 16 by the camera 17 may be taken close-up from the front side.

この場合、受光板16を不透明性の材質としても良いが、カメラ17を、レーザー光線Lの進行を阻害しないように、当該レーザー光線Lの進行方向に対して斜め方向に設置する必要があり、所定の撮影角度が反映された画像が得られる。そのため、得られた画像は、撮影角度に基づいて幾何学変換を行い、正面から撮影された画像に修正した後に、レーザー光線LのスポットCのXY座標値を算出することになる。このような幾何学変換は、受光板16に対して、背面側に所定の撮影角度でカメラ17が配置された場合であっても同様である。   In this case, the light receiving plate 16 may be made of an opaque material, but the camera 17 needs to be installed in an oblique direction with respect to the traveling direction of the laser beam L so as not to hinder the traveling of the laser beam L. An image reflecting the shooting angle is obtained. For this reason, the obtained image is subjected to geometric conversion based on the shooting angle, corrected to the image shot from the front, and then the XY coordinate values of the spot C of the laser beam L are calculated. Such geometric conversion is the same even when the camera 17 is arranged at a predetermined photographing angle on the back side with respect to the light receiving plate 16.

ここで、図3Aに示すように、レーザー光線Lが反射部15の反射点Rで反射された場合、前記受光板16の面は、反射後のレーザー光線Lの進行方向に直角なXY平面に一致するように配置されている。この場合、前記受光板16の面のXY平面は、レーザー照射部10が照射したレーザー光線Lの進行方向に平行なXY平面に対応する。つまり、レーザー光線Lの反射点RのXY変位量は、受光板16のスポットCのXY変位量に対応するのである。そのため、受光板16の面上におけるスポットCのXY変位量を測定することで、構造物Sの一辺S1のXY変位量を測定することになる。   Here, as shown in FIG. 3A, when the laser beam L is reflected at the reflection point R of the reflecting portion 15, the surface of the light receiving plate 16 coincides with the XY plane perpendicular to the traveling direction of the reflected laser beam L. Are arranged as follows. In this case, the XY plane of the surface of the light receiving plate 16 corresponds to the XY plane parallel to the traveling direction of the laser beam L irradiated by the laser irradiation unit 10. That is, the XY displacement amount of the reflection point R of the laser beam L corresponds to the XY displacement amount of the spot C on the light receiving plate 16. Therefore, by measuring the XY displacement amount of the spot C on the surface of the light receiving plate 16, the XY displacement amount of one side S1 of the structure S is measured.

又、算出手段13が前記受光板16の所定の位置をXY平面の基準点Oとする方法は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無く、XY平面の基準点Oが、前記受光板16を介して構造物Sの一辺S1の所定の位置に関連していれば、どのような方法でも構わない。   The method by which the calculating means 13 sets the predetermined position of the light receiving plate 16 as the reference point O on the XY plane is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. The reference point O on the XY plane is the light receiving point. Any method may be used as long as it is related to a predetermined position of one side S1 of the structure S via the plate 16.

例えば、図3Bに示すように、前記接写された画像Pのうち、受光板16の一隅部(背面側から見て左下側の隅部)をXY平面の原点O(基準点)とすることが出来る。ここで、例えば、原点Oから右方向をX方向とし、当該原点Oから上方向をY方向とすれば、この画像PのXY平面は、前記レーザー光線Lの進行方向に直角な面をXY平面とすることが出来る。又、この受光板16は、固定部材11dを介して構造物Sの一辺S1の所定の位置に設置されていることから、前記受光板16におけるXY平面の原点Oは、構造物Sの一辺S1の所定の位置に関係付けられることになる。   For example, as shown in FIG. 3B, in the close-up image P, one corner (lower left corner when viewed from the back side) of the light receiving plate 16 is set as the origin O (reference point) of the XY plane. I can do it. Here, for example, if the right direction from the origin O is the X direction and the upward direction from the origin O is the Y direction, the XY plane of the image P is a plane perpendicular to the traveling direction of the laser beam L as the XY plane. I can do it. Further, since the light receiving plate 16 is installed at a predetermined position on one side S1 of the structure S via the fixing member 11d, the origin O of the XY plane of the light receiving plate 16 is one side S1 of the structure S. Will be related to a predetermined position.

又、算出手段13が前記接写されたレーザー光線LのスポットCのXY座標値を算出する方法は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無い。例えば、前記画像PにあるスポットCの三色(RGB)の原色を利用し、当該三色の原色の大小からスポットCの中心点を前記スポットCのXY座標値として算出する方法、前記画像PにあるスポットCの面積を算出し、当該面積の中心点を前記スポットCのXY座標値として算出する方法等を採用することが出来る。   Further, the method for calculating the XY coordinate value of the spot C of the laser beam L that has been photographed by the calculating means 13 is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. For example, using the three primary colors (RGB) of the spot C in the image P and calculating the center point of the spot C as the XY coordinate value of the spot C from the magnitude of the primary colors of the three colors, the image P For example, a method of calculating the area of the spot C at the center and calculating the center point of the area as the XY coordinate value of the spot C can be employed.

例えば、前記画像PにあるスポットCの三色(RGB)の原色を利用する方法は、以下のようになされる。図1、図2、図3に示すように、接写手段12が受光板16上に写ったレーザー光線LのスポットCを背面側から接写するように構成し、前記レーザー光線Lの色を赤色とし、当該レーザー光線Lが照射される前記受光板16の面に赤色の紙を配置する。そして、前記受光板16がレーザー光線Lを遮った際に、接写手段12がカメラ17で当該受光板16を背面接写すると、図4Aに示すように、レーザー光線LのスポットCが強調された画像Pを得ることが出来る。この画像PにあるスポットCの三色(RGB)の原色をグレースケールに変換し、当該変換したグレースケールからスポットCの外縁に対応するエッジを抽出し、円フィッティング、楕円フィッティング等の所定の算出式により当該抽出したエッジの形状の中心点を前記スポットCのXY座標値として算出する。   For example, a method of using the three primary colors (RGB) of the spot C in the image P is as follows. As shown in FIG. 1, FIG. 2, and FIG. 3, the close-up means 12 is configured to close-up the spot C of the laser beam L reflected on the light receiving plate 16 from the back side, the color of the laser beam L is red, Red paper is placed on the surface of the light receiving plate 16 to which the laser beam L is irradiated. Then, when the light receiving plate 16 blocks the laser beam L, when the close-up means 12 takes a close-up back view of the light receiving plate 16 with the camera 17, an image P in which the spot C of the laser beam L is emphasized as shown in FIG. Can be obtained. The three primary colors (RGB) of the spot C in the image P are converted to gray scale, an edge corresponding to the outer edge of the spot C is extracted from the converted gray scale, and predetermined calculations such as circular fitting and elliptic fitting are performed. The center point of the extracted edge shape is calculated as an XY coordinate value of the spot C by the equation.

すると、図4Bに示すように、当該中心点のX座標値は、92.5mm、当該中心点のY座標値は、171.5mmと算出される。これにより、前記スポットCのXY座標値の精度は0.数mmであることが理解される。又、前記エッジの形状から所定の算出式により円又は楕円を逆算することで、図4Cに示すように、前記スポットCの疑似的半径も算出することが出来る。   Then, as shown in FIG. 4B, the X coordinate value of the center point is calculated as 92.5 mm, and the Y coordinate value of the center point is calculated as 171.5 mm. Thereby, the accuracy of the XY coordinate value of the spot C is 0. It is understood that it is several mm. Further, the pseudo radius of the spot C can be calculated as shown in FIG. 4C by back calculating a circle or an ellipse from the shape of the edge using a predetermined calculation formula.

又、測定手段14が複数のスポットC間のXY変位量を前記構造物Sの一辺S1のXY変位量として測定する方法は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無いが、例えば、以下の構成を採用することが出来る。   Further, the method for measuring the XY displacement amount between the plurality of spots C as the XY displacement amount of one side S1 of the structure S is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. The following configuration can be employed.

先ず、異なる時刻で算出された2種類のスポットCのXY座標値を用いて、2つのスポットC間のXY変位量を、前記構造物Sの一辺S1の所定の位置における経時的なXY変位量として測定する場合は、下記のようになる。即ち、図5Aに示すように、先ず、構造物Sの一辺S1の所定の位置Z1に、反射部15、受光板16、カメラ17(図示せず)を設置し、所定の時刻t1(設置時)において、レーザー光線Lを構造物Sの一辺S1に沿って進行させて、反射部15でレーザー光線Lを反射し、受光板16で当該レーザー光線Lを受光し、カメラ17で接写されたレーザー光線LのスポットCのXY座標値A1(第一のXY座標値、X1、Y1)を算出する。この第一のXY座標値A1が、時刻t1における基準座標値となる。   First, using the XY coordinate values of the two types of spots C calculated at different times, the XY displacement amount between the two spots C is converted into the XY displacement amount over time at a predetermined position on one side S1 of the structure S. Is measured as follows. That is, as shown in FIG. 5A, first, the reflector 15, the light receiving plate 16, and the camera 17 (not shown) are installed at a predetermined position Z1 on one side S1 of the structure S, and a predetermined time t1 (at the time of installation). ), The laser beam L is caused to travel along one side S1 of the structure S, the laser beam L is reflected by the reflecting portion 15, the laser beam L is received by the light receiving plate 16, and the spot of the laser beam L photographed in close proximity by the camera 17 The XY coordinate value A1 of C (first XY coordinate value, X1, Y1) is calculated. This first XY coordinate value A1 becomes the reference coordinate value at time t1.

次に、時刻t1から所定期間経過後の時刻t2において、再度、レーザー光線Lを構造物Sの一辺S1に沿って進行させて、反射部15でレーザー光線Lを反射し、受光板16で当該レーザー光線Lを受光し、カメラ17で接写されたレーザー光線LのスポットCのXY座標値A2(第二のXY座標値、X2、Y2)を算出する。   Next, at a time t2 after a lapse of a predetermined period from the time t1, the laser beam L is again advanced along one side S1 of the structure S, the laser beam L is reflected by the reflecting portion 15, and the laser beam L is reflected by the light receiving plate 16. , And the XY coordinate value A2 (second XY coordinate value, X2, Y2) of the spot C of the laser beam L that is close-up photographed by the camera 17 is calculated.

ここで、レーザー光線Lの受光の際に、時刻t1及び時刻t2の反射部15は、前記構造物Sの一辺S1に対して同一の高さで配置されている。仮に、構造物Sの一辺S1が時刻t1から時刻t2までの間にXY方向で変位していれば、図3B、図5Aに示すように、第二のXY座標値A2(X2、Y2)と第一のXY座標値A1(X1、Y1)との間のXY変位量B1(X2−X1、Y2−Y1)が、構造物Sの一辺S1の所定の位置Z1における経時的なXY変位量を示すことになる。このXY変位量B1は、反射部15における反射点のXY座標値の変位量に対応し、受光板16におけるスポットCのXY座標値の変位量に対応する。   Here, when receiving the laser beam L, the reflecting portions 15 at time t1 and time t2 are arranged at the same height with respect to one side S1 of the structure S. If one side S1 of the structure S is displaced in the XY direction from time t1 to time t2, as shown in FIGS. 3B and 5A, the second XY coordinate value A2 (X2, Y2) and The XY displacement B1 (X2-X1, Y2-Y1) between the first XY coordinate value A1 (X1, Y1) represents the XY displacement over time at a predetermined position Z1 on one side S1 of the structure S. Will show. This XY displacement amount B1 corresponds to the displacement amount of the XY coordinate value of the reflection point in the reflecting portion 15, and corresponds to the displacement amount of the XY coordinate value of the spot C in the light receiving plate 16.

この場合、前記XY変位量B1は、第二のXY座標値A2(X2、Y2)から第一のXY座標値A1(X1、Y1)を減算した変位量(X2−X1、Y2−Y1)として算出される。   In this case, the XY displacement amount B1 is a displacement amount (X2-X1, Y2-Y1) obtained by subtracting the first XY coordinate value A1 (X1, Y1) from the second XY coordinate value A2 (X2, Y2). Calculated.

尚、第一のXY座標値A1は、構造物Sの一辺S1の所定の位置Z1に反射部15及び受光板16は固定されていることから、例えば、所定の位置Z1に対する反射部15及び受光板16のXYZ座標値を用いて、当該位置Z1のXYZ座標値に換算することが出来る。   The first XY coordinate value A1 is, for example, that the reflecting portion 15 and the light receiving plate 16 are fixed at a predetermined position Z1 on one side S1 of the structure S. Using the XYZ coordinate value of the plate 16, it can be converted into the XYZ coordinate value of the position Z1.

次に、所定のスポットC(例えば、レーザー照射部10に対して直近にある反射部15、受光板16のスポット)を基準として、当該スポットCのXY座標値と、当該スポットCよりもZ方向に沿って前方にある他のスポットCのXY座標値とを用いて、スポットC間のXY変位量を、前記構造物Sの一辺S1のZ方向におけるXY変位量として測定する場合は、下記のようになる。   Next, with reference to a predetermined spot C (for example, the spot of the reflection unit 15 and the light receiving plate 16 closest to the laser irradiation unit 10), the XY coordinate value of the spot C and the Z direction from the spot C When the XY displacement amount between the spots C is measured as the XY displacement amount in the Z direction of the one side S1 of the structure S using the XY coordinate values of the other spots C ahead along It becomes like this.

即ち、図5Bに示すように、先ず、構造物Sの一辺S1の所定の位置Z1に、第一の反射部151、第一の受光板161、第一のカメラ171(図示せず)を始点として設置し、当該位置Z1から距離ZだけZ方向に離れた所定の位置Z2に、第二の反射部152、第二の受光板162、第二のカメラ172(図示せず)を終点として設置する。この際、二つの反射部151、152は、前記構造物Sの一辺S1に対して同一の高さで、且つ、当該構造物Sの一辺S1に沿って直列に配置される。   That is, as shown in FIG. 5B, first, the first reflecting portion 151, the first light receiving plate 161, and the first camera 171 (not shown) are started at a predetermined position Z1 on one side S1 of the structure S. The second reflector 152, the second light receiving plate 162, and the second camera 172 (not shown) are set as end points at a predetermined position Z2 that is separated from the position Z1 by a distance Z in the Z direction. To do. At this time, the two reflecting portions 151 and 152 are arranged at the same height with respect to one side S1 of the structure S and in series along the one side S1 of the structure S.

次に、レーザー光線Lを構造物Sの一辺S1に沿って進行させて、第一の反射部151でレーザー光線Lを反射し、第一の受光板161で当該レーザー光線Lを受光して、図5Bに示すように、第一のカメラ171で接写されたレーザー光線LのスポットCのXY座標値A3(第三のXY座標値、X3、Y3)を算出する。更に、第一の反射部151の反射を解除して、次に、第二の反射部152でレーザー光線Lを反射し、第二の受光板162で前記レーザー光線Lを受光して、図5Cに示すように、第二のカメラ172で接写されたレーザー光線LのスポットCのXY座標値A4(第四のXY座標値、X4、Y4)を算出する。   Next, the laser beam L is caused to travel along one side S1 of the structure S, the laser beam L is reflected by the first reflecting portion 151, the laser beam L is received by the first light receiving plate 161, and FIG. As shown, the XY coordinate value A3 (third XY coordinate value, X3, Y3) of the spot C of the laser beam L taken close-up by the first camera 171 is calculated. Further, the reflection of the first reflecting portion 151 is released, the laser beam L is reflected by the second reflecting portion 152, and the laser beam L is received by the second light receiving plate 162, as shown in FIG. 5C. As described above, the XY coordinate value A4 (fourth XY coordinate value, X4, Y4) of the spot C of the laser beam L photographed by the second camera 172 is calculated.

ここで、レーザー光線Lの反射、受光、接写の際に、第一の反射部151も第二の反射部152も、前記構造物Sの一辺S1に対して同一の高さで配置されているから、図5Cに示すように、第三のXY座標値A3(X3、Y3)と第四のXY座標値A4(X4、Y4)との間の相対的なXY変位量B2が、所定距離Zにおける構造物Sの一辺S1のXY変位量を示すことになる。このXY変位量B2は、第一の反射部151及び第二の反射部152における反射点のXY座標値の変位量に対応し、第一の受光板161及び第二の受光板162におけるスポットCのXY座標値の変位量に対応する。これにより、複数のスポットC間のXY変位量B2から、前記レーザー光線Lの進行方向に対する構造物Sの一辺S1のXY変位量を測定することが可能となる。   Here, at the time of reflection, reception, and close-up of the laser beam L, both the first reflection part 151 and the second reflection part 152 are arranged at the same height with respect to the one side S1 of the structure S. 5C, the relative XY displacement amount B2 between the third XY coordinate value A3 (X3, Y3) and the fourth XY coordinate value A4 (X4, Y4) is a predetermined distance Z. The XY displacement amount of one side S1 of the structure S is indicated. This XY displacement amount B2 corresponds to the displacement amount of the XY coordinate value of the reflection point in the first reflecting portion 151 and the second reflecting portion 152, and the spot C in the first light receiving plate 161 and the second light receiving plate 162. Corresponds to the amount of displacement of the XY coordinate values. As a result, the XY displacement amount of one side S1 of the structure S with respect to the traveling direction of the laser beam L can be measured from the XY displacement amount B2 between the plurality of spots C.

ここで、複数のスポットCのXY座標値のうち、任意の一のスポットCのXY座標値を基準とすることで、当該一のスポットCを写した受光板16及び反射部15を基準に、他の複数のスポットCを写す受光板16及び反射部15がどれだけXY方向に変位しているかを測定することが出来る。   Here, the XY coordinate value of any one spot C among the XY coordinate values of the plurality of spots C is used as a reference, and the light receiving plate 16 and the reflection unit 15 that have copied the one spot C are used as a reference. It is possible to measure how much the light receiving plate 16 and the reflecting portion 15 that project the other plurality of spots C are displaced in the XY directions.

例えば、上述であれば、第三のXY座標値A3(X3、Y3)を基準とすれば、前記XY変位量B2が、第四のXY座標値A4(X4、Y4)から第三のXY座標値A3(X3、Y3)を減算した変位量(X4−X3、Y4−Y3)として算出される。第四のXY座標値A4(X4、Y4)を基準としても同様である。   For example, in the above case, if the third XY coordinate value A3 (X3, Y3) is used as a reference, the XY displacement amount B2 is changed from the fourth XY coordinate value A4 (X4, Y4) to the third XY coordinate. It is calculated as a displacement amount (X4-X3, Y4-Y3) obtained by subtracting the value A3 (X3, Y3). The same applies to the fourth XY coordinate value A4 (X4, Y4).

更に、前記構造物Sの一辺S1の所定の位置Z1における経時的なXY変位量と、当該位置Z1から所定の位置Z2までのZ方向に向かって所定距離Zおける構造物Sの一辺S1のXY変位量とを組み合わせることで、前記構造物Sの一辺S1の経時的なXY変位量を測定することが出来る。この場合、各反射部15、受光板16毎に異なる時刻t1、t2で2種類のスポットCのXY座標値を算出し、各反射部15、受光板16毎におけるスポットCの経時的なXY変位量を測定すればよい。   Further, the XY displacement amount with time at a predetermined position Z1 of one side S1 of the structure S and the XY of one side S1 of the structure S at a predetermined distance Z in the Z direction from the position Z1 to the predetermined position Z2. By combining the displacement amount, the XY displacement amount with time of one side S1 of the structure S can be measured. In this case, XY coordinate values of two types of spots C are calculated at different times t1 and t2 for each reflecting portion 15 and the light receiving plate 16, and the XY displacement of the spot C over time for each reflecting portion 15 and the light receiving plate 16 is calculated. What is necessary is just to measure quantity.

このような構造物Sの一辺S1の経時的なXY変位量の測定は、例えば、構造物Sの周辺で、当該構造物Sに影響を及ぼすような工事等が実施される場合に、その影響度を測る目的で実施される。   Such measurement of the XY displacement amount of the side S1 of the structure S over time is affected when, for example, construction or the like that affects the structure S is performed around the structure S. It is implemented for the purpose of measuring the degree.

又、構造物Sは、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無いが、例えば、一般的な構造物、建築物、機器装置、地盤、道路、鉄道、線路、水路等の長尺の構造物を挙げることが出来る。又、構造物Sの一辺S1は、略直線状の辺を想定している。   The structure S is not particularly limited as long as the object of the present invention is not hindered. For example, the structure S is a long structure such as a general structure, building, equipment, ground, road, railway, railway, waterway, etc. Structures can be mentioned. Further, one side S1 of the structure S is assumed to be a substantially straight side.

ここで、構造物Sの一辺S1のXY変位量を測定する場合、前記固定部材11dに、前記回転ステージ11c又は円筒部11cを前記XY平面にスライド可能に保持する平面スライド部を更に設けると好ましい。例えば、XY変位量が非常に大きい場合、反射部15の位置がレーザー光線Lから外れてしまい(レンジオーバー)、レーザー光線Lが適切に反射されず、受光板16にレーザー光線LのスポットCが現れない可能性がある。その場合は、前記平面スライド部により、反射部15がレーザー光線Lを受光するように、前記回転ステージ11c又は円筒部11cを前記XY平面にスライドさせる。ここで、前記スライド後のスライド量を算出しておき、前記スライド後の反射部15によりレーザー光線LのスポットCのXY座標値を算出し、当該スライド後におけるレーザー光線LのスポットCのXY座標値に、当該スライド量を加算させれば、前記スライド前におけるレーザー光線LのスポットCのXY座標値を逆算することが可能となる。これにより、レンジオーバーによる経時的なXY変位量の計測不能を確実に防止することが出来る。受光板16は、反射部15のスライドに伴ってスライドさせても、固定した状態であっても構わない。   Here, when the amount of XY displacement of one side S1 of the structure S is measured, it is preferable that the fixed member 11d is further provided with a flat slide portion that slidably holds the rotary stage 11c or the cylindrical portion 11c on the XY plane. . For example, when the amount of XY displacement is very large, the position of the reflecting portion 15 is deviated from the laser beam L (range over), the laser beam L is not reflected properly, and the spot C of the laser beam L does not appear on the light receiving plate 16. There is sex. In that case, the rotary stage 11c or the cylindrical portion 11c is slid to the XY plane so that the reflecting portion 15 receives the laser beam L by the plane slide portion. Here, the slide amount after the slide is calculated, the XY coordinate value of the spot C of the laser beam L is calculated by the reflector 15 after the slide, and the XY coordinate value of the spot C of the laser beam L after the slide is calculated. If the slide amount is added, the XY coordinate value of the spot C of the laser beam L before the slide can be calculated backward. Thereby, it is possible to reliably prevent the measurement of the XY displacement amount over time due to the range over. The light receiving plate 16 may be slid along with the sliding of the reflecting portion 15 or may be in a fixed state.

又、測定手段14は、前記構造物Sの一辺S1のXY変位量を出力する方法は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無く、例えば、前記XY変位量を端末装置18の液晶ディスプレイ等の表示手段を介して出力(表示)したり、予め登録されたメールアドレスに、ネットワーク等の通信手段を介して出力(送信)したりする方法を挙げることが出来る。   The measuring means 14 outputs the XY displacement amount of the one side S1 of the structure S as long as it does not hinder the object of the present invention. For example, the XY displacement amount is expressed by the liquid crystal of the terminal device 18. Examples include a method of outputting (displaying) via a display means such as a display or outputting (transmitting) a mail address registered in advance via a communication means such as a network.

又、測定手段14は、予め登録された管理値を利用して、前記測定された構造物の一辺S1のXY変位量が前記管理値を超過するか否かを判定し、当該XY変位量が前記管理値を超過した場合に、表示手段を介して警告画面や警告メッセージを表示させたり、通信手段を介して警告メッセージを送信させたりしても良い。ここで、管理値は、例えば、基準としたXY座標値からのXY変位量であり、X方向とY方向とにそれぞれ登録され、例えば、3mm、5mm等と設定される。これにより、前記構造物Sの一辺S1の現状の可視化を進めることが可能となる。又、軌道狂いを計測する場合には、XY座標値、XY変位量の他に、弧を描いて高低狂い、通り狂いを示す変状図を表示しても良い。   Further, the measuring means 14 determines whether or not the XY displacement amount of one side S1 of the measured structure exceeds the management value by using a management value registered in advance, and the XY displacement amount is determined. When the management value is exceeded, a warning screen or a warning message may be displayed via the display means, or a warning message may be sent via the communication means. Here, the management value is, for example, the XY displacement amount from the reference XY coordinate value, and is registered in each of the X direction and the Y direction, and is set to, for example, 3 mm, 5 mm, or the like. As a result, the current visualization of the side S1 of the structure S can be promoted. Further, when measuring a trajectory error, in addition to the XY coordinate value and the XY displacement amount, an arc may be drawn to display a deformed diagram indicating an up-and-down error and a passing error.

<変状測定方法>
次に、図6、図7を参照しながら、構造物Sの一辺S1の経時的なXY変位量を測定する場合の本発明の実施形態に係る変状測定方法の実行手順について説明する。
<Deformation measurement method>
Next, an execution procedure of the deformation measurement method according to the embodiment of the present invention when measuring the XY displacement amount of the side S1 of the structure S over time will be described with reference to FIGS.

先ず、ユーザーが、図6に示すように、XY変位量の測定対象となる構造物Sの一辺S1の延長線上に、レーザー照射部10を設置して、当該レーザー照射部10のレーザー光線Lが当該構造物Sの一辺S1に沿って照射することを確認する。   First, as shown in FIG. 6, the user installs the laser irradiation unit 10 on the extension line of the side S1 of the structure S to be measured for the XY displacement, and the laser beam L of the laser irradiation unit 10 It is confirmed that the irradiation is performed along one side S1 of the structure S.

次に、ユーザーが、反射部15、受光板16、カメラ17、円筒部11a、回転ステージ11c、固定部材11d、外装11eを一体とした複数(例えば、5つ)の反射受光装置19を、構造物Sの一辺S1に沿って所定間隔Zで直列に配置する。ここで、ユーザーは、円筒部11aの透光部11bにレーザー光線Lが透過するとともに、当該円筒部11aが回転すると、反射部15がレーザー光線Lを反射するように配置する。   Next, the user constructs a plurality of (for example, five) reflection / reception devices 19 in which the reflection portion 15, the light receiving plate 16, the camera 17, the cylindrical portion 11a, the rotary stage 11c, the fixing member 11d, and the exterior 11e are integrated. The objects S are arranged in series at a predetermined interval Z along one side S1. Here, the user arranges the laser beam L so that the laser beam L is transmitted through the light transmitting portion 11b of the cylindrical portion 11a and the reflecting portion 15 reflects the laser beam L when the cylindrical portion 11a rotates.

複数の反射受光装置19は、例えば、全て同一の構成であり、構造物Sの一辺S1の所定位置(端部)に設置することで、各反射受光装置19の反射部15は、前記構造物Sの一辺S1に対して同一の高さとなる。   The plurality of reflection light receiving devices 19 have, for example, the same configuration, and are installed at a predetermined position (end portion) of one side S1 of the structure S. It becomes the same height with respect to one side S1 of S.

そして、ユーザーが、レーザー照射部10と複数の反射受光装置19とを通信ケーブルを介して端末装置18に接続すれば、構造物Sの一辺S1のXY変位量の測定の準備が完了する。   And if a user connects the laser irradiation part 10 and the some reflection light-receiving device 19 to the terminal device 18 via a communication cable, the preparation for the measurement of XY displacement amount of one side S1 of the structure S will be completed.

ユーザーが、端末装置18を起動して、マウス、キーボード等を用いて測定スタートキーを入力すると、端末装置18が、所定の時刻t1において、通信ケーブルを介して、レーザー照射部10がレーザー光線Lを照射する(図7:S101)。   When the user activates the terminal device 18 and inputs a measurement start key using a mouse, a keyboard or the like, the terminal device 18 causes the laser irradiation unit 10 to emit the laser beam L via the communication cable at a predetermined time t1. Irradiate (FIG. 7: S101).

次に、端末装置18の反射受光手段11が、通信ケーブルを介して、複数の反射受光装置19のうち、所定の反射受光装置19の円筒部11aを回転ステージ11cで回転させることで、当該反射受光装置19の反射部15で前記レーザー光線Lを反射させ、当該反射受光装置19の受光板16で受光する(図7:S102)。   Next, the reflection / reception unit 11 of the terminal device 18 rotates the cylindrical portion 11a of the predetermined reflection / reception device 19 of the plurality of reflection / reception devices 19 by the rotary stage 11c via the communication cable. The laser beam L is reflected by the reflecting portion 15 of the light receiving device 19 and received by the light receiving plate 16 of the reflected light receiving device 19 (FIG. 7: S102).

これに対応して、接写手段12が、通信ケーブルを介して、当該レーザー光線Lを遮った受光板16のカメラ17により、当該受光板16上のレーザー光線LのスポットCを接写する(図7:S103)。   Correspondingly, the close-up means 12 takes a close-up image of the spot C of the laser beam L on the light receiving plate 16 by the camera 17 of the light receiving plate 16 that blocks the laser light L via a communication cable (FIG. 7: S103). ).

更に、レーザー光線LのスポットCの画像が撮影されると、これに対応して、算出手段13が、前記受光板16で受光した際のレーザー光線Lの進行方向に直角な面をXY平面とし、前記受光板16の所定の位置をXY平面の基準点として、前記接写されたレーザー光線LのスポットCのXY座標値を算出する(図7:S104)。これにより、一のスポットCのXY座標値が算出される。このS102からS104までに要する時間は数十秒(例えば、30秒)である。   Further, when an image of the spot C of the laser beam L is taken, the calculation means 13 correspondingly sets the plane perpendicular to the traveling direction of the laser beam L when it is received by the light receiving plate 16 as the XY plane. Using the predetermined position of the light receiving plate 16 as a reference point on the XY plane, the XY coordinate value of the spot C of the laser beam L that has been imaged is calculated (FIG. 7: S104). Thereby, the XY coordinate value of one spot C is calculated. The time required from S102 to S104 is several tens of seconds (for example, 30 seconds).

一のスポットCのXY座標値が算出されると、測定手段14が、全ての反射部15でレーザー光線Lが反射されたか否か、つまり、全ての受光板16でスポットCのXY座標値が算出されたか否かを判定する(図7:S105)。   When the XY coordinate value of one spot C is calculated, the measuring means 14 calculates whether or not the laser beam L is reflected by all the reflection parts 15, that is, calculates the XY coordinate value of the spot C by all the light receiving plates 16. It is determined whether it has been performed (FIG. 7: S105).

現時点では、一のスポットCのXY座標値が算出されたのみであるため、測定手段14が、全ての反射部15でレーザー光線Lが反射されていない、又は、全ての受光板16でスポットCのXY座標値が算出されていないと判定し(図7:S105NO)、その旨を反射受光手段11に通知する。当該通知を受けた反射受光手段12が、先ほど回転させた円筒部11aを元に戻して反射部15の反射を解除し(図7:S106)、S102に戻って、他の反射受光装置19の円筒部11aを回転ステージ11cで同様に回転させて、当該他の反射受光装置19の反射部15で前記レーザー光線Lを反射し、当該他の反射受光装置19の受光板16で受光する(図7:S102)。   At the present time, since only the XY coordinate value of one spot C is calculated, the measuring means 14 does not reflect the laser beam L at all the reflection parts 15 or the spot C is reflected by all the light receiving plates 16. It is determined that the XY coordinate value has not been calculated (FIG. 7: S105 NO), and this is notified to the reflected light receiving means 11. Upon receipt of the notification, the reflected light receiving means 12 returns the cylindrical portion 11a that has been rotated earlier to cancel the reflection of the reflecting portion 15 (FIG. 7: S106), returns to S102, and returns to the other reflected light receiving device 19. The cylindrical portion 11a is similarly rotated by the rotary stage 11c, and the laser beam L is reflected by the reflecting portion 15 of the other reflection / light-receiving device 19 and received by the light-receiving plate 16 of the other reflection / light-receiving device 19 (FIG. 7). : S102).

このように、各反射部15でレーザー光線Lを反射させ、各受光板16でスポットCのXY座標値が算出されるまで、S102からS104まで処理が繰り返される。   In this way, the processing is repeated from S102 to S104 until the laser beam L is reflected by each reflecting portion 15 and the XY coordinate value of the spot C is calculated by each light receiving plate 16.

尚、レーザー光線Lを反射する反射部15の順番は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無く、例えば、レーザー照射部10に近い反射受光装置19の反射部15の順番に対応して、レーザー照射部10に近い反射部15から一番目とし、遠い反射部15の五番目まで順番に反射と透光とを繰り返したとする。   The order of the reflecting portions 15 that reflect the laser beam L is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. For example, the order corresponds to the order of the reflecting portions 15 of the reflection light receiving device 19 close to the laser irradiation portion 10. Suppose that the reflection part 15 is the first from the reflection part 15 close to the laser irradiation part 10, and the reflection and the light transmission are repeated in order up to the fifth reflection part 15.

そして、一番遠い反射部15(レーザー照射部10から五番目の反射部15)で反射して、5つのスポットCのXY座標値が算出されると、測定手段14が、全ての反射部15でレーザー光線Lが反射された、又は、全ての受光板16でスポットCのXY座標値が算出されたと判定する(図7:S105YES)。そして、測定手段14は、複数のスポットCのXY座標値に基づいて、基準となる構造物Sの一辺S1のXY座標値を測定する。   Then, when the XY coordinate values of the five spots C are calculated by being reflected by the farthest reflecting portion 15 (the fifth reflecting portion 15 from the laser irradiation portion 10), the measuring means 14 makes all the reflecting portions 15. It is determined that the laser beam L has been reflected or the XY coordinate values of the spot C have been calculated by all the light receiving plates 16 (FIG. 7: S105 YES). And the measurement means 14 measures the XY coordinate value of one side S1 of the structure S used as the reference based on the XY coordinate values of the plurality of spots C.

ここで、例えば、時刻t1における、レーザー照射部10から一番近い反射部15の受光板16におけるスポットCのXY座標値A11(X11、Y11)から、A21(X21、Y21)、A31(X31、Y31)、A41(X41、Y41)、A51(X51、Y51)とし、一番近い反射部15の受光板16におけるスポットCのXY座標値A11を基準として、所定の間隔Zを空けて各スポットC毎のXY座標値A11、A21、A31、A41、A51をX方向(X軸)又はY方向(Y軸)のそれぞれに対してプロットすると、図8Aに示すように、基準となる構造物Sの一辺S1のX方向又はY方向の波形(形状)が現れる。   Here, for example, from the XY coordinate values A11 (X11, Y11) of the spot C on the light receiving plate 16 of the reflection unit 15 closest to the laser irradiation unit 10 at time t1, A21 (X21, Y21), A31 (X31, Y31), A41 (X41, Y41), A51 (X51, Y51), and each spot C with a predetermined interval Z with reference to the XY coordinate value A11 of the spot C on the light receiving plate 16 of the nearest reflector 15 When plotting the XY coordinate values A11, A21, A31, A41, A51 for each of the X direction (X axis) or the Y direction (Y axis), as shown in FIG. A waveform (shape) of the one side S1 in the X direction or the Y direction appears.

ここで、例えば、測定手段14が、A11(X11、Y11)を基準として、A21(X21、Y21)からA11(X11、Y11)を減算した変位量(BX21=X21−X11、BY21=Y21−Y11)を、1番目の反射部15から2番目の反射部15までの構造物Sの一辺S1のXY変位量B1として測定することが出来る(図7:S107)。これにより、構造物Sの一辺S1のX変位量とY変位量がZ方向に対してそれぞれ一見して理解することが可能となる。   Here, for example, the measuring means 14 uses A11 (X11, Y11) as a reference, and A21 (X21, Y21) is subtracted from A11 (X11, Y11) (BX21 = X21-X11, BY21 = Y21-Y11). ) Can be measured as the XY displacement amount B1 of one side S1 of the structure S from the first reflecting portion 15 to the second reflecting portion 15 (FIG. 7: S107). Thereby, the X displacement amount and the Y displacement amount of one side S1 of the structure S can be understood at a glance with respect to the Z direction.

次に、複数の反射受光装置19を設置した状態で、所定期間経過後に、ユーザーが、再度、測定スタートキーを入力すると、端末装置18が、所定の時刻t2(>t2)において、S101からS105までの処理を実行し、時刻t2における一番近い反射部15の受光板16におけるスポットCのXY座標値A12(X12、Y12)から、A22(X22、Y22)、A32(X32、Y32)、A42(X42、Y42)、A52(X52、Y52)を得ることが出来る。   Next, when a user inputs a measurement start key again after a predetermined period with a plurality of reflection light receiving devices 19 installed, the terminal device 18 performs S101 to S105 at a predetermined time t2 (> t2). To XY coordinate values A12 (X12, Y12) of the spot C on the light receiving plate 16 of the nearest reflecting portion 15 at time t2, A22 (X22, Y22), A32 (X32, Y32), A42. (X42, Y42), A52 (X52, Y52) can be obtained.

この時刻t2における各スポットC毎のXY座標値A12、A22、A32、A42、A52を、時刻t1における各スポットC毎のXY座標値A11、A21、A31、A41、A51と重ね合わせて、X方向(X軸)又はY方向(Y軸)のそれぞれに対してプロットすると、図8Bに示すように、時刻t1から時刻t2までの間の構造物Sの一辺S1のX方向又はY方向の変位量が現れる。尚、時刻t2における各スポットC毎のXY座標値A12、A22、A32、A42、A52は実線で結び、時刻t1における各スポットC毎のXY座標値A11、A21、A31、A41、A51は破線で結んでいる。   The XY coordinate values A12, A22, A32, A42, A52 for each spot C at time t2 are overlapped with the XY coordinate values A11, A21, A31, A41, A51 for each spot C at time t1, and the X direction When plotted against each of the (X axis) or Y direction (Y axis), as shown in FIG. 8B, the displacement amount of the side S1 of the structure S between the time t1 and the time t2 in the X direction or the Y direction as shown in FIG. 8B. Appears. The XY coordinate values A12, A22, A32, A42, A52 for each spot C at time t2 are connected by a solid line, and the XY coordinate values A11, A21, A31, A41, A51 for each spot C at time t1 are broken lines. Tied.

ここで、例えば、測定手段14が、時刻t1のA11(X11、Y11)を基準として、時刻t2のA12(X12、Y12)からA11(X11、Y11)を減算した変位量(BX11=X12−X11、BY11=Y12−Y11)を、前記構造物Sの一辺S1の所定の位置における経時的なXY変位量として測定することが出来る(図7:S107)。そして、全ての各スポットC毎のXY座標値A11、A21、A31、A41、A51、A12、A22、A32、A42、A52に基づけば、時刻t1から時刻t2までの構造物Sの一辺S1の経時的なXY変位量が一気に測定することが出来る。   Here, for example, the measurement means 14 uses A11 (X11, Y11) at time t1 as a reference, and a displacement amount (BX11 = X12−X11) obtained by subtracting A11 (X11, Y11) from A12 (X12, Y12) at time t2. , BY11 = Y12−Y11) can be measured as the amount of XY displacement over time at a predetermined position on one side S1 of the structure S (FIG. 7: S107). Then, based on the XY coordinate values A11, A21, A31, A41, A51, A12, A22, A32, A42, and A52 for every spot C, the time of the side S1 of the structure S from time t1 to time t2 XY displacement amount can be measured at a stretch.

尚、時刻t1又は時刻t2における測定開始からこの測定結果を算出するまでに要する時間は約10分程度と考えられる。これと比較して、例えば、ターゲットシールを用いた3次元測量機で各反射部15(又はこれに対応する構造物Sの一辺S1の所定位置)のXY座標値を算出する場合、光軸設定等で、30分以上を要する場合がある。従って、本発明では、測定時間を飛躍的に短縮することが可能となる。   The time required from the start of measurement at time t1 or time t2 to the calculation of this measurement result is considered to be about 10 minutes. In comparison with this, for example, when calculating the XY coordinate value of each reflector 15 (or a predetermined position on one side S1 of the structure S corresponding thereto) with a three-dimensional surveying instrument using a target seal, the optical axis setting In some cases, it may take 30 minutes or more. Therefore, in the present invention, it is possible to dramatically shorten the measurement time.

このように、本発明では、上述したレーザー照射部10と、反射受光手段11と、接写手段12と、算出手段13と、測定手段14とを備えることを特徴とする。これにより、コンパクトな構成であるにもかかわらず、短時間で、且つ、精度高く、構造物Sの一辺Sと直角な方向のXY変位量を測定することが可能となる。   As described above, the present invention is characterized by including the laser irradiation unit 10 described above, the reflection / reception unit 11, the close-up unit 12, the calculation unit 13, and the measurement unit 14. Thereby, it is possible to measure the amount of XY displacement in a direction perpendicular to one side S of the structure S in a short time and with high accuracy despite the compact configuration.

本発明では、反射部15を小型化出来るとともに、原理的に、反射部15と受光板16とを別の位置に設置しても、スポットCのXY座標値を測定することが出来ることから、例えば、図9Aに示すように、測定スペースを確保し難い線路SのレールS1に適用して、軌道狂いを測定することも可能である。軌道狂いを測定する場合は、例えば、反射部15、円筒部11a、回転ステージ11c、固定部材11dを反射装置20とし、受光板16、カメラ17、外装11eを別体の受光装置21として構成する。反射装置20は、レールS1に沿って所定間隔Z=5mで直列に配置する。反射装置20を小型化することで、レールS1の近傍に設置しても邪魔にならずに済む。又、受光装置21は、反射装置20から離れた位置に配置することで、例えば、レールS1に電車が走行しても邪魔にならずに済む。   In the present invention, the reflecting portion 15 can be reduced in size, and in principle, the XY coordinate value of the spot C can be measured even if the reflecting portion 15 and the light receiving plate 16 are installed at different positions. For example, as shown in FIG. 9A, it is also possible to measure the track error by applying to the rail S1 of the track S where it is difficult to secure a measurement space. When measuring the trajectory deviation, for example, the reflecting portion 15, the cylindrical portion 11a, the rotary stage 11c, and the fixed member 11d are configured as the reflecting device 20, and the light receiving plate 16, the camera 17, and the exterior 11e are configured as separate light receiving devices 21. . The reflection devices 20 are arranged in series along the rail S1 at a predetermined interval Z = 5 m. By reducing the size of the reflecting device 20, even if it is installed in the vicinity of the rail S1, it does not become an obstacle. In addition, by arranging the light receiving device 21 at a position away from the reflecting device 20, for example, even if a train travels on the rail S1, it does not get in the way.

図9Bに示すように、反射装置20を、レールS1の底部の一部に接続した形で固定し、反射装置20から水平方向に少し離した位置に受光装置21を固定する。通常は、反射装置20の円筒部11aの透光部11bにレーザー光線Lが透過するようにし、測定時に、円筒部11aを180度回転させることで、反射部15にレーザー光線Lを反射させ、反射されたレーザー光線Lを受光装置21の受光板16に受光させる。受光装置21のカメラ17で受光板16上のレーザー光線LのスポットCを接写することで、上述のように、レーザー光線LのスポットCのXY座標値を算出する。   As shown in FIG. 9B, the reflecting device 20 is fixed in a form connected to a part of the bottom of the rail S1, and the light receiving device 21 is fixed at a position slightly separated from the reflecting device 20 in the horizontal direction. Normally, the laser beam L is transmitted through the light transmitting portion 11b of the cylindrical portion 11a of the reflecting device 20, and the cylindrical portion 11a is rotated by 180 degrees during measurement, so that the laser beam L is reflected by the reflecting portion 15 and reflected. The received laser beam L is received by the light receiving plate 16 of the light receiving device 21. By photographing the spot C of the laser beam L on the light receiving plate 16 with the camera 17 of the light receiving device 21, the XY coordinate value of the spot C of the laser beam L is calculated as described above.

反射装置20と受光装置21を別体とすることで、反射装置20の反射部15によるレーザー光線Lの反射方向を変更することが可能であり、レールS1の周囲の環境に左右されずに、反射装置20はレールS1の近傍に設置し、受光装置21はレールS1の周囲の環境に応じて適宜設置することが可能である。例えば、図9Bに示すように、反射部15によるレーザー光線Lの反射方向αを水平方向に対して45度上方に設定し、受光装置21をレーザー光線Lの反射方向αに対応して設置すれば良い。反射方向αは、水平方向でも、45度下方でも、垂直方向でも良く、レールS1の周囲の環境に応じて任意に設定することが出来る。これにより、測定スペースを気にすることなく構造物Sの一辺S1のXY変位量を測定することが可能となる。   By making the reflection device 20 and the light receiving device 21 separate, the reflection direction of the laser beam L by the reflection portion 15 of the reflection device 20 can be changed, and the reflection is performed without being influenced by the environment around the rail S1. The device 20 can be installed in the vicinity of the rail S1, and the light receiving device 21 can be installed as appropriate according to the environment around the rail S1. For example, as shown in FIG. 9B, the reflection direction α of the laser beam L by the reflection unit 15 is set 45 degrees above the horizontal direction, and the light receiving device 21 is installed corresponding to the reflection direction α of the laser beam L. . The reflection direction α may be horizontal, 45 degrees below, or vertical, and can be arbitrarily set according to the environment around the rail S1. Thereby, it becomes possible to measure the XY displacement amount of one side S1 of the structure S without worrying about the measurement space.

又、本発明では、反射部15の位置は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無く、図1に示すように、レーザー光線Lの進行方向と逆方向に向かって反射部15が円筒部11aに設けられても良いし、図10Aに示すように、レーザー光線Lの進行方向に沿って、反射部15が円筒部11aに設けられ、円筒部11aを通過したレーザー光線Lを反射するよう構成しても良い。この場合、反射部15による反射点に応じて、受光板16及びカメラ17が設置される。   In the present invention, the position of the reflecting portion 15 is not particularly limited as long as the object of the present invention is not hindered. As shown in FIG. 1, the reflecting portion 15 is cylindrical in the direction opposite to the traveling direction of the laser beam L. The reflection part 15 may be provided in the cylindrical part 11a along the traveling direction of the laser beam L and may reflect the laser beam L that has passed through the cylindrical part 11a as shown in FIG. 10A. You may do it. In this case, the light receiving plate 16 and the camera 17 are installed according to the reflection point by the reflection unit 15.

又、反射部15及び円筒部11aを固定する固定部材11dの構成は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無く、図10Aに示すように、L字状の板金とコの字状の板金とを組み合わせた固定部材11dでも良いし、図10Bに示すように、L字状の板金に箱型の板金を着脱可能に備えて、箱内に受光板16及びカメラ17を設置する固定部材11dでも良い。これは、上述のように反射装置20と受光装置21とを別体として構成可能に想定している。又、受光板16及びカメラ17の構成は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定は無く、図10Bに示すように、四角状の受光板16の背面の直下にカメラ17を設置しても良いし、図10Cに示すように、円状の受光板16の背面に、所定の最短撮影距離Dを設けた上で、カメラ17を設置しても良い。   Further, the structure of the fixing member 11d for fixing the reflecting portion 15 and the cylindrical portion 11a is not particularly limited as long as the object of the present invention is not hindered, and as shown in FIG. 10A, an L-shaped sheet metal and a U-shape. The fixing member 11d may be combined with the sheet metal, or as shown in FIG. 10B, a box-shaped sheet metal is detachably provided on the L-shaped sheet metal, and the light receiving plate 16 and the camera 17 are installed in the box. The member 11d may be used. This assumes that the reflection device 20 and the light receiving device 21 can be configured separately as described above. The configuration of the light receiving plate 16 and the camera 17 is not particularly limited as long as the object of the present invention is not hindered. As shown in FIG. 10B, the camera 17 is installed immediately below the back surface of the square light receiving plate 16. Alternatively, as shown in FIG. 10C, the camera 17 may be installed after a predetermined shortest shooting distance D is provided on the back surface of the circular light receiving plate 16.

又、変状計測では、屋内、屋外、日中、夜間等、計測環境の外光の強度が一定でないため、その外乱が、前記受光板11で受光されたレーザー光線Lのスポットに影響を及ぼす場合がある。レーザー光線Lのスポットが外乱により変動すれば、測定誤差が生じる。そこで、外光を防止するために、反射後のレーザー光線Lが受光板16に入る部分のみに開口部を設け、受光板16及びカメラ17を覆うケースを設けると好ましい。これにより、どのような計測環境であっても、精度高く変状計測を行うことが可能となる。ケースを設ける場合、例えば、内部の空気を換気する換気部、内部の結露を防止する吸湿部、内部の埃を排気する排気部など、外部環境による外乱の影響を防止する部材を適宜設けても良い。   In deformation measurement, the intensity of external light in the measurement environment, such as indoor, outdoor, daytime, and nighttime, is not constant, and the disturbance affects the spot of the laser beam L received by the light receiving plate 11. There is. If the spot of the laser beam L fluctuates due to disturbance, a measurement error occurs. Therefore, in order to prevent external light, it is preferable to provide an opening only in a portion where the reflected laser beam L enters the light receiving plate 16 and provide a case that covers the light receiving plate 16 and the camera 17. This makes it possible to perform deformation measurement with high accuracy in any measurement environment. When providing a case, for example, a member that prevents the influence of disturbance due to the external environment, such as a ventilation part that ventilates internal air, a moisture absorption part that prevents internal condensation, and an exhaust part that exhausts internal dust, may be provided as appropriate. good.

又、本発明では、端末装置18が各手段を備えるよう構成したが、当該各手段を実現するプログラムを記憶媒体に記憶させ、当該記憶媒体を提供するよう構成しても構わない。当該構成では、前記プログラムを所定の端末装置18に読み出させ、当該端末装置18が前記各手段を実現する。その場合、前記記録媒体から読み出されたプログラム自体が本発明の作用効果を奏する。更に、各手段が実行するステップを本発明の変状測定方法として提供することも可能である。   In the present invention, the terminal device 18 is configured to include each unit. However, a program that realizes each unit may be stored in a storage medium, and the storage medium may be provided. In the configuration, the program is read by a predetermined terminal device 18, and the terminal device 18 realizes the respective means. In that case, the program itself read from the recording medium exhibits the effects of the present invention. Furthermore, it is possible to provide the steps executed by each means as the deformation measuring method of the present invention.

以上のように、本発明に係る変状測定装置及び変状測定方法は、一般的な構造物、建築物、機器装置、地盤、道路、鉄道、水路等の変状を測定する測定分野、土木技術分野、測量技術分野、計測技術分野等に有用であり、コンパクトな構成であるにもかかわらず、短時間で、且つ、精度高く、構造物の一辺に関係するXY変位量を測定することが可能な変状測定装置及び変状測定方法として有効である。   As described above, the deformation measuring device and the deformation measuring method according to the present invention are a measurement field for measuring deformation of general structures, buildings, equipment, grounds, roads, railways, waterways, etc., civil engineering It is useful in the technical field, surveying technical field, measurement technical field, etc., and it is possible to measure the XY displacement amount related to one side of the structure in a short time and with high accuracy despite the compact configuration. It is effective as a possible deformation measuring device and deformation measuring method.

1 変状測定装置
10 レーザー照射部
11 反射受光手段
12 接写手段
13 算出手段
14 測定手段
15 反射部
16 受光板
17 カメラ
18 端末装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Deformation measuring apparatus 10 Laser irradiation part 11 Reflection light reception means 12 Close-up photography means 13 Calculation means 14 Measurement means 15 Reflection part 16 Light receiving plate 17 Camera 18 Terminal apparatus

Claims (2)

構造物の変位を測定する変状測定装置であって、
構造物の一辺に沿ってレーザー光線を照射するレーザー照射部と、
前記構造物の一辺に沿って直列に配置された複数の反射部のうち、一の反射部で前記レーザー光線を反射させて、当該反射部に対して配置された受光板に受光させる反射受光手段と、
各受光板毎に固定された複数のカメラのうち、前記レーザー光線を受光した受光板のカメラにより、当該受光板上のレーザー光線のスポットを接写する接写手段と、
前記受光板で受光した際のレーザー光線の進行方向に直角な面をXY平面とし、前記受光板の所定の位置をXY平面の基準点として、前記接写されたレーザー光線のスポットのXY座標値を算出する算出手段と、
各反射部毎にレーザー光線を反射させ、各受光板毎に受光させることで、各カメラ毎に算出される複数のスポットのXY座標値に基づいて、当該複数のスポット間のXY変位量を、前記構造物の一辺のXY変位量として測定する測定手段と
を備え
前記変状測定装置は、前記反射部を円筒部の開口の半分に設置して当該半分で前記レーザー光線を反射させ、残りの半分を透光部とし、前記円筒部の中心軸とレーザー光線の軸とを平行にして、前記円筒部の透光部にレーザー光線を透過した状態で前記円筒部の中心軸を回転軸として前記円筒部を回転可能に支持する回転ステージと、
前記回転ステージを前記構造物の一辺の所定の位置に固定する固定部材と、
を備え、
前記反射受光手段は、前記回転ステージの円筒部を回転させることで、レーザー光線を反射部で反射させたり透光部で透光したりすることを特徴とする変状測定装置。
A deformation measuring device for measuring the displacement of a structure,
A laser irradiation unit for irradiating a laser beam along one side of the structure;
Reflective light receiving means for reflecting the laser beam at one reflecting portion of the plurality of reflecting portions arranged in series along one side of the structure and receiving the light on a light receiving plate arranged with respect to the reflecting portion; ,
Of a plurality of cameras fixed for each light receiving plate, a close-up means for taking a close-up of the laser beam spot on the light receiving plate by a camera of the light receiving plate that has received the laser beam,
The XY coordinate value of the spot of the laser beam that has been imaged is calculated by using a plane perpendicular to the traveling direction of the laser beam when received by the light receiving plate as an XY plane and a predetermined position of the light receiving plate as a reference point of the XY plane. A calculation means;
Based on the XY coordinate values of the plurality of spots calculated for each camera, the XY displacement amount between the plurality of spots is reflected by reflecting the laser beam for each reflection unit and receiving each of the light receiving plates. Measuring means for measuring the amount of XY displacement on one side of the structure ,
The deformation measuring device is configured such that the reflection part is installed in half of the opening of the cylindrical part, the laser beam is reflected by the half, and the other half is used as a translucent part, and the central axis of the cylindrical part and the axis of the laser beam are A rotation stage that rotatably supports the cylindrical portion with the central axis of the cylindrical portion as a rotation axis in a state in which a laser beam is transmitted through the transparent portion of the cylindrical portion.
A fixing member for fixing the rotary stage at a predetermined position on one side of the structure;
With
The deformation measuring apparatus , wherein the reflection light receiving means rotates a cylindrical portion of the rotary stage to reflect a laser beam at a reflecting portion or transmit light at a light transmitting portion .
構造物の変位を測定する変状測定装置の変状測定方法であって、
構造物の一辺に沿ってレーザー光線を照射する照射ステップと、
前記構造物の一辺に沿って直列に配置された複数の反射部のうち、一の反射部で前記レーザー光線を反射させて、当該反射部に対して配置された受光板に受光させる反射受光ステップと、
各受光板毎に固定された複数のカメラのうち、前記レーザー光線を受光した受光板のカメラにより、当該受光板上のレーザー光線のスポットを接写する接写ステップと、
前記受光板で受光した際のレーザー光線の進行方向に直角な面をXY平面とし、前記受光板の所定の位置をXY平面の基準点として、前記接写されたレーザー光線のスポットのXY座標値を算出する算出ステップと、
各反射部毎にレーザー光線を反射させ、各受光板毎に受光させることで、各カメラ毎に算出される複数のスポットのXY座標値に基づいて、当該複数のスポット間のXY変位量を、前記構造物の一辺のXY変位量として測定する測定ステップと
を備え
前記変状測定装置は、前記反射部を円筒部の開口の半分に設置して当該半分で前記レーザー光線を反射させ、残りの半分を透光部とし、前記円筒部の中心軸とレーザー光線の軸とを平行にして、前記円筒部の透光部にレーザー光線を透過した状態で前記円筒部の中心軸を回転軸として前記円筒部を回転可能に支持する回転ステージと、
前記回転ステージを前記構造物の一辺の所定の位置に固定する固定部材と、
を備え、
前記反射受光ステップは、前記回転ステージの円筒部を回転させることで、レーザー光線を反射部で反射させたり透光部で透光したりすることを特徴とする変状測定方法。
A deformation measuring method of a deformation measuring device for measuring the displacement of a structure,
An irradiation step of irradiating a laser beam along one side of the structure;
A reflection light receiving step of reflecting the laser beam at one reflection part among a plurality of reflection parts arranged in series along one side of the structure and receiving the light on a light receiving plate arranged with respect to the reflection part; ,
Of a plurality of cameras fixed for each light receiving plate, a close-up step of taking a close-up of the spot of the laser beam on the light receiving plate by the camera of the light receiving plate that has received the laser beam,
The XY coordinate value of the spot of the laser beam that has been imaged is calculated by using a plane perpendicular to the traveling direction of the laser beam when received by the light receiving plate as an XY plane and a predetermined position of the light receiving plate as a reference point of the XY plane. A calculation step;
Based on the XY coordinate values of the plurality of spots calculated for each camera, the XY displacement amount between the plurality of spots is reflected by reflecting the laser beam for each reflection unit and receiving each of the light receiving plates. A measurement step for measuring the amount of XY displacement on one side of the structure ,
The deformation measuring device is configured such that the reflection part is installed in half of the opening of the cylindrical part, the laser beam is reflected by the half, and the other half is used as a translucent part, and the central axis of the cylindrical part and the axis of the laser beam are A rotation stage that rotatably supports the cylindrical portion with the central axis of the cylindrical portion as a rotation axis in a state in which a laser beam is transmitted through the transparent portion of the cylindrical portion.
A fixing member for fixing the rotary stage at a predetermined position on one side of the structure;
With
In the reflection light receiving step, the cylindrical portion of the rotary stage is rotated, so that the laser beam is reflected by the reflecting portion or transmitted by the light transmitting portion .
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