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プレスリリース

[2019/07/18]

824KB

础滨技术を活用したニューマチックケーソン工法における
掘残し幅计测システムを开発

~ケーソン函内の刃口と土砂の境界を正确に判别~

 小欧视频(社長:押味至一)は、三菱電機株式会社(執行役社長:杉山武史)、三菱電機エンジニアリング株式会社(東京都千代田区、社長:永友秀明)と共同で、ケーソン函内における刃口、土砂の境界及び掘削状況を函外から遠隔で正確に把握できる、ケーソン掘残し幅计测システムを开発しました。
 本システムを适用することで、ケーソン内へ入出函することなく、掘削状况をリアルタイムかつ定量的に把握することが可能となり、潜函作业员の安全性と作业効率の大幅な向上を実现します。

スキャンした3顿点群データと、撮影した画像を组み合わせて分析し、<br>
刃口と土砂の境界と、掘削状况を検出?表示する (左:点群表示、右:天面表示)

スキャンした3顿点群データと、撮影した画像を组み合わせて分析し、
刃口と土砂の境界と、掘削状况を検出?表示する (左:点群表示、右:天面表示)

开発の背景

 ニューマチックケーソン工法は、作业の安全性?効率性の観点から、ケーソンを计画通りの位置?姿势?速度で沉下させていくことが重要です。しかしながら、これまで潜函作业员の経験则を頼りに掘削位置を决めていたため、ケーソンの倾斜や急沉下?过沉下が発生する恐れがありました。
 この対策として、掘削时にレーザー测量による掘削状况の计测を行っています。しかし、点情报であることや掘削机械による死角の影响に加え、拨ね付け土(掘削して仮置きした土砂)の判别などに课题があり、ケーソン刃口全体における掘残し幅を正确に把握できない问题点を修正できていませんでした。

ニューマチックケーソンの函内から见た土砂境界部付近

ニューマチックケーソンの函内から见た
土砂境界部付近

 

本システムの概要

 本システムは、ケーソン函内における刃口と土砂の境界と掘削状況を正確に把握できるシステムです。その構成は、ケーソン函内に設置した耐环境レーザースキャナ、刃口全周を画角に収める複数のネットワークカメラ、地上部に設置したパソコンの3点からなります。天井レールを走行する掘削機械の干渉を考慮し、中央部に据え付けるレーザースキャナは高さ20cmの小型の機器を新たに開発しました。また、ネットワークカメラは設置機器数の低減を目的に超広角カメラを採用しています。

システム构成のイメージ

システム构成のイメージ

 刃口の土砂の境界や掘削状况の把握には、レーザースキャナで取得した3顿点群情报と、ネットワークカメラで取得した画像を利用します。

1.レーザースキャナによる境界検出処理

 レーザースキャナで取得したケーソン函内の3顿点群情报から、最も外周に位置する点列を検出した上で、ノイズ処理などの补正を行い刃口と土砂の境界线を算出します。

2.ネットワークカメラ画像をもとに础滨技术により土砂境界を推定

  掘削機械との干渉の影響で、レーザースキャナでは点群化できない範囲について、超広角カメラで撮影した画像をもとに、機械学習により土砂境界を推定し補完します。
 具体的には、収集した画像を短册状にトリミングし、刃口と土砂の境界を指定した教师データを学习させることで、目视に近い识别精度を実现しました。

超広角カメラで撮影した画像

超広角カメラで撮影した画像

本システムの効果

 本システムは、拨ね付け土などを除外した「真の掘残し幅」を、掘削作业中も远隔からリアルタイムかつ正确に把握できるため、従来、潜函作业员が数十分から数时间费やしケーソン内へ入出函して行っていた计测作业そのものが不要となり、安全性と作业効率が飞跃的に向上します。

今后の展开

 日々の计测で蓄积されるレーザースキャナによる境界线データを再学习用の教师データにすることで、新たな土质の现场であっても高精度な境界判别が可能となるシステムへ高度化させていきます。さらに、本システムから得られた掘削データと実际の沉下データを组み合わせ蓄积?分析することで、掘削と沉下の関係をより明确にし、分析结果を活用した精度の高い沉下予测や最适な掘削制御に活用できると考えています。
 小欧视频は今后、この技术を开削工事などの掘削工事の见える化に活用し、作业の安全性?効率性の更なる向上に向け、技术开発を进めていきます。


プレスリリースに记载された内容(価格、仕様、サービス内容等)は、発表日现在のものです。
その后予告なしに変更されることがありますので、あらかじめご了承ください。

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