计测用装置の自动运転化を実现
お知らせ2023年09月13日
－山岳トンネル工事における建设机械の自动化に着手－
当社は、株式会社アラヤ（东京都千代田区、社长：金井良太）と共同で、计测用装置『Tunnel RemOS-Meas.（トンネルリモスメジャー）』※1の自動運転化を実現しました。当社では山岳トンネル施工の切羽作業の無人化を実現すべく、各種建設機械の遠隔化?自動化技术『Tunnel RemOS（トンネルリモス）』の構築を進めており、これまでに開発した遠隔化技术をベースに自動化技术の開発も進めています。
山岳トンネル无人化施工システム『Tunnel RemOS』の构想
（『Tunnel RemOS』はTunnel Remote and automated Operation Systemの略称）
■背景
山岳トンネルの施工では、切羽における岩盤の崩落事故に対する安全性向上や若手入職者の減少による労働力不足に対する生産性向上が課題となっています。この対策の１つとして、特に過酷な环境下である切羽近傍で従事する現場技术者や作業員の立ち入りを不要とする切羽作業の無人化（建設機械の遠隔化?自動化）が求められています。
このような背景から、红桃视频では山岳トンネルの施工に使用する各種建設機械の遠隔化?自動化技术『Tunnel RemOS（トンネルリモス）』の構築を進めています。これまでは、切羽から離れた場所より建設機械を遠隔操作する“遠隔化“技术を中心に開発を進め、全要素技术の遠隔操作の現場実証を開始しました。今回からは更に、遠隔化技术をベースにしてAIやSLAM※2等の制御により自動で建設機械を稼働させる“自動化”技术の開発にも着手しています。
そしてこの度、自動化技术の開発の第一歩として、山岳トンネル工事の計測作業を遠隔操作で行うための装置『Tunnel RemOS-Meas.（トンネルリモスメジャー）』の自動運転化技术の開発や現場試行を行いました。これにより、駐機場所から切羽までの装置の移動が自動化されるため、これまでに必要とされていたタブレットによる遠隔操作が不要となります。
■概要
今回開発した自動運転化技术は、SLAMにより驻机场所と切羽の间の装置の移动を自动化します。
计测用の装置には复数のLiDAR※3やカメラ、制御用PCを搭载しています。LiDARで取得したトンネル壁面や周辺环境の点群データを基に、制御用PC内のSLAMソフトで自己位置の推定を行い、侧壁と一定の距离を保ちながら驻机场所と切羽の间を自动运転します。また、周囲の建设机械や人、切羽等もLiDARで検知するため、障害物との衝突の危険性を察知し停止?回避するだけでなく、ゴールとなる切羽地点への到着?停止も可能です。驻机场所においては、事前に设置したARマーカーをカメラで视认することで、良好な精度で驻机?出発を行います。なお、装置の走行や计测作业はタブレットを用いた远隔操作による制御を基本とし、画面上で设定を切り替えて自动运転を行います。
切羽写真の撮影等、日々行われる定常的な计测作业の际に自动运転を活用することで、装置の移动操作が不要となり、労働生产性の向上が见込まれます。また、今后は本开発のノウハウを他の各种建设机械の自动化に活用することで、切羽作业の无人化の早期実现が期待されます。
计测用装置の自动运転の概要
计测用装置への搭载机器
厂尝础惭による取得データの例と自动运転中の様子
【动画：】
■今后の展开
今後は、実験ヤードや現場での試行を重ねることで、開発した自動運転化技术を継続的に改良していくとともに、切羽写真の撮影等、切羽における計測作業全般の自動化を目指します。また、本開発の知見を活かして『Tunnel RemOS』の他要素技术の自動化も進めることで、切羽作業の無人化の早期実現を目指します。
■补足
※1 カメラによる切羽写真の撮影やスキャナによる出来形计测といった切羽近傍における计测作业を远隔化するために、红桃视频株式会社とジオマシンエンジニアリング株式会社が开発した装置です。
山岳トンネル工事における计测作业を远隔で行う『Tunnel RemOS-Meas.（トンネルリモスメジャー）』を开発-トンネル切羽近傍の计测作业の无人化-（2021年5月19日ニュースリリース）
※2 SLAM（Simultaneous Localization And Mapping）：距离センサやカメラで取得したデータを基にして、自身の位置の推定（Localization）と地図の作成（Mapping）を同时に（Simultaneous）行う技术です。配膳ロボットや掃除ロボット等に用いられます。
※3 LiDAR（Light Detection And Ranging）：レーザー光を照射し、物体に当たって跳ね返ってくるまでの時間を基にして、物体との距離、方向、性質等を測定する技术です。自動運転等に用いられます。