トンネル維持管理部会

No.5

技術名称

トンネル点検用飛行ロボットシステム

副題

非GPS環境下で飛行できる無人のマルチロータヘリにより、同機材に搭載した

トンネル内変状を確認できる可視及び赤外カメラによる画像取得・判別、及び

同じく搭載した打音検査機による打音情報の収集と分析技術を具備したシステム

技術概要

小型の飛行ロボットに複数の光学センサ、及び打音検査機を搭載し、半自動で

トンネル内上面を含む広範囲の壁面情報を取得して地上作業員に情報提供す

ると共に、点検表様式の作成支援を行う。

プラットフォームとなる飛行ロボットは、自己位置の推定と環境地図作成機能、

およびナビゲーションアルゴリズムとの組み合わせでGPS に依存しない飛行制

御方式を実現し、壁面・障害物認識による自律/半自律飛行を可能とする。

機体上のセンサは、目視検査用にトンネル壁面を連続撮影可能とする小型ジン

バル上に可視及び赤外の2種類の光学センサを搭載し、打音検査は小型アク

チュエータ又は機体にプロペラガード兼高周波振動素子を付けた打音検査機で

実現する。

適用分野

 ■:対象

 □:非対象

トンネル維持管理
   ■近接目視          ■打音検査

技術特徴

・GPS を利用した自律飛行が可能となる飛行ロボットプラットフォーム(完成部分

の技術)をベースに、トンネル内(他に橋梁高架下)においてGPS が利用できない

環境下(非GPS 環境)でも周囲環境を認識するSLAM

( Simultaneous Localization and Mapping ) 技術による自己位置推定により、

飛行ロボットの自律飛行を実現する。

・開発中の有線給電方式による飛行ロボットの運用技術を構築する。

・打音検査機や可視/赤外カメラを飛行ロボットに搭載可能とする駆動機構を

  開発し、実環境下での運用性能を実証する。

・可視/赤外等カメラの取得画像データに対し開発中の画像処理技術によ

  り打音検査箇所を抽出する。

・打音検査機で得られた打音データについては、開発中の音響処理技術に

  より点検員が手で打音した時の音と同じ品質の打音情報を、点検員が聴音

  できるようにする。

・抽出した打音検査箇所と検知した損傷箇所の情報に基づき、点検調書を

  作成可能とする支援ツールを開発する。

・トンネル内(他に橋梁高架下)において発生する風外乱の環境を模擬可能と

  する実験環境を開発し、飛行ロボットの安全性を実証する。

移動手法

飛行系。飛行ロボットに対し、開発中の非GPS環境下での安定飛行技術を

適用する。

操作方法

地上管制装置から点検員が遠隔操作をする。飛行ロボットは自己位置推定

技術と自律/半自律アルゴリズムを組み合わせて飛行し、熟練者でなくても

操作容易にする。

情報取得方法

可視/赤外等カメラと打音検査機を組み合わせ、飛行ロボットに搭載しながらも

確実で効率的な損傷個所の情報収集をするセンサシステムを開発する。さらに

収集した情報を点検調書に容易に記載するための支援ツールも実現する。

取得情報の整

理・分析方法

飛行ロボットと地上系システムとの間は、光ファイバーケーブルなどを利用した

開発中の有線伝送方式を適用する。リアルタイム動画、打音データ、赤外セン

サ検出画像などの大量データに対するマルチロータヘリ 最適な伝送、蓄積、

管理手法を開発する。

コメント※

[要素検証技術]

検証項目:[1]トンネルにおいて、覆工、坑門等に発生した変状(ひび割れ、うき、

                        はく離、はく落、変形、漏水など)の全てまたは一部に対して、近接

                        目視の代替または支援ができる技術・システム

                 [2]トンネルにおいて、覆工、坑門等に発生した変状(うき、はく離、は

                        く落、打継目の目地切れなど)の全てまたは一部に対して、打音

                        検査の代替または支援ができる技術・システム

 

検証場所:宮ケ瀬ダム北岸林道トンネル、施工技術総合研究所模擬トンネル

 

・移動機構とセンサー・データ収集機構の実用化に向けて更なる開発が必要

  である。

・点検時の安全確保対策の開発が必要である。

応募者

日本電気株式会社 代表取締役 遠藤 信博

共同開発者

自律制御システム研究所 代表取締役   野波 健蔵

独立行政法人産業技術総合研究所 主任研究員   岩田 拡也

一般財団法人首都高速道路技術センター 係長   青木 聡

連絡先

日本電気株式会社 電波・誘導事業部   西沢

電話番号: 042-333-1148

E-mail: nishizawa@bk.jp.nec.com

 

※公募要件に対する部会としての評価ではない。ただし、要素検証技術の確認に立ち会った部会の委員等からコメントを頂いた

場合は記載。

 

 

【参考図 等】

【静止画】

日本電気01
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日本電気02
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日本電気03
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【動画】

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