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東京大学と大林組、 光切断法による 「自律4足歩行ロボットとUAVを用いたトンネル断面3次元計測の実証実験」を実施

東京大学大学院工学系研究科と大林組は共同で、福島ロボットテストフィールド(福島県南相馬市)にて、光切断法による「自律4足歩行ロボットとUAVを用いたトンネル断面3次元計測の実証実験」を実施し、複数の断面計測を連続的かつ効率的に実施できることを確認した。

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東京大学と大林組が共同で開発した「光切断法を用いた山岳トンネル断面計測システム」は、直線状に光が照射されるラインレーザーとカメラを用いてレーザー光の進行方向とカメラの光線ベクトルの三角測量の原理により三次元計測を行う技術で、1断面の計測の作業人員を約4分の1に、計測時間も約120分の1に省人化・省力化できるという。

従来の固定した三脚の上にリングレーザーと広視野カメラを設置して複数断面の計測を行う方法では、その都度人が計測装置を移動させるため手間と時間を要したが、本計測装置をロボットに搭載することで複数断面の計測を連続的かつ効率的に実施できたという。

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ロボットには、15cm以下の凸凹した不陸(ふりく)や轍(わだち)、ぬかるみや砕石上を問題なく移動できる自律4足歩行ロボット「Spot」と、測量業務で幅広く使われるUAV「MATRICE 300 RTK」を採用し、それぞれの装置に適したリングレーザーと広視野カメラを選定した。それらを固定する部材は、3Dプリンターで製作した樹脂製のものを使用して軽量化を図った。

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光切断法を用いた3次元計測システムをロボットに搭載したことによる効果として、高速で繰り返し動画撮影することで複数断面の3次元計測が容易になること、高所や悪路などまざまな場所や複雑な形状の3次元計測が可能、事前にカメラ用目印であるARマーカーを認識させ移動経路を設定することで2回目以降は自律歩行によって自動計測が可能となることなどがあったという。

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