新着情报 测量机器の盛替え不要の自动连続测量システムを开発 中小断面シールドにも适用が可能
2023/05/16
含羞草传媒（株）（本社：東京都中央区、社長：大谷 清介）は、（株）きんそく（本社：京都府京都市、社長：奥野 勝司）とともに、シールドトンネル工事における測量管理の効率化や施工精度の向上を目的に、ステレオカメラ※１を用いた新たな自动测量技术「MWMS（Measuring Worm Method system）」を開発しました。
本システムは、固定したステレオカメラを用いて撮影したシールド机内の画像を解析することで、掘进中も连続してシールド机の位置（平面?垂直座标）と姿势（水平向き、倾き）を把握できる测量技术です（図-1）。测量作业の省力化と、既往の自动测量技术では适用が难しかった比较的小さいシールドトンネルへの适用を可能としました。
- ※12つのカメラを用いて対象物を同时に撮影することにより、奥行き方向（距离）の情报も记録できるカメラのこと。
开発の背景
従来、シールド工事で自动测量を行う场合には、坑内に自动追尾型の测量机器（トータルステーション）を设置し、后方の基準点とシールド机内の少なくとも２点のターゲットを见て测量します。しかし、掘进が进んで距离が离れ过ぎた场合や曲线部を施工した场合に测量机器でターゲットを视準できなくなると、その度に测量机器を盛り替える手间が生じることが课题でした。また比较的トンネル断面が小さい场合では、走行台车との接触や视準时の障害等が生じるため测量机器の配置自体が难しく、自动测量技术の适用が困难でした。
本システムの概要
本システムではステレオカメラを用いて、シールドジャッキの端部とシールド機本体に設置された複数個のマーカーを自動で撮影し、画像解析によりシールド機の位置座標と姿勢を測量します。ステレオカメラをシールド機後方の追随する設備に固定することで、前述した既往の自動測量技術の課題を解決しました。 計測手順を図-2に示します。掘進およびセグメント组立の作業中に、尺取り虫のように伸縮を繰返すシールドジャッキの動きに合わせて基準点を入れ替え、前後のマーカーを捉え続けます。
- （1） 掘进开始（测量开始）
マーカー①を掘进中の仮の不动点とみなして测量の基準点とし、掘进とともに测量を开始する。
- （2） 掘进中（连続测量）
カメラ撮影と画像処理により移动するマーカー②の位置を捉え続ける。
- （3） 掘进终了（测量完了）
マーカー②をセグメント组立中の不动点とみなしシールドジャッキを缩める前に基準点を②に切り替える。
- （4） セグメント组立
ジャッキ縮小とセグメント组立後、シールドジャッキをセグメントに密着させる。掘進準備が整ったら、測量してマーカー①の位置を确认し、基準点を再び①に切り替える。?(1)
図-2 本システムの测量手顺
本システムの特长
本システムの特长は以下のとおりです。
- 测量机器を盛り替える必要がないため、施工を止めることがなく、作业の効率化を図ることができる。
- 测量频度を自由に设定ができ、连続的に测量できるため测量精度が高い。
- シールドトンネルの大きさにかかわらず适用できる。
现场での実証
本システムの実用性を検証するため、当社のシールドトンネル工事现场で本システムの実証実験を行いました。その结果、シールド机の外径が3.0尘のトンネルでも问题なく测量ができ、また目标としていた误差范囲内の精度（掘进1尘あたり4.0尘尘以内）を満足し、本システムの実用可能性を确认することができました。
今后の展开
当社は今後、開発技術であるAI Transform Shield※２と本システムを连携させ、高精度な掘进管理技术を确立して、お客様に信頼される安全で确実なトンネル构筑技术の提供を目指します。
- ※２ AIを活用したシールド工で効率化?品质向上を図る