重機にスキャナー搭載!掘りながら結果がわかるフジタの出来形管理システム
2018年7月19日

管理人のイエイリです。

国土交通省が推進する「i-Construction」施策の花形分野、ICT土工では盛り土や切り土の仕上がり形状をドローンや3Dレーザースキャナーなどで計測し、3Dモデルと比較する3D出来形管理を行っています。

3Dマシンコントロールや3Dマシンガイダンスを搭載した重機は、目の前で掘削する部分の施工精度についてはわかりますが、周辺部分の出来形形状がどうなっているのかはわかりません。

そのため、オペレーターや施工管理者は施工しながらも、一抹の不安を感じているのではないでしょうか。

3Dマシンガイダンスの画面例。バックホーのバケット刃先のピンポイントな位置はわかるが、周辺の仕上がり精度はわからない(写真:家入龍太)

3Dマシンガイダンスの画面例。バックホーのバケット刃先のピンポイントな位置はわかるが、周辺の仕上がり精度はわからない(写真:家入龍太)

そこで大和ハウスグループのフジタと、ジオサーフCS(本社:東京都港区)は、重機のオペレーターがその場で出来形精度を確認できる画期的なシステムを開発しました。

作業面の形状を座標によって計測するレーザースキャナーを

ナ、ナ、ナ、ナント、

バックホーに搭載

し、運転席にいながら周囲を3D計測するシステムなのです。(フジタのプレスリリースはこちら

レーザースキャナーが搭載されたバックホー。上部を旋回させると周囲の形状を3D計測できる(以下の写真、資料:フジタ)

レーザースキャナーが搭載されたバックホー。上部を旋回させると周囲の形状を3D計測できる(以下の写真、資料:フジタ)

このシステムは安価な2次元レーザースキャナーとGNSS(全地球測位システム)受信機、傾斜計、解析モニターで構成されています。

運転席にいるオペレーターは、施工精度を確認したいときに「計測ボタン」を押して、バックホーの上部を旋回させます。

すると各機器が建機の位置や姿勢、作業面までの距離を計測し、演算処理によって作業面の3D点群データを作成します。

運転席上に搭載されたレーザースキャナーなどのセンサー(左)。オペレーターは施工中に仕上がり精度を確認できる(右)

運転席上に搭載されたレーザースキャナーなどのセンサー(左)。オペレーターは施工中に仕上がり精度を確認できる(右)

この点群を3D設計データに重ね合わせ、差分を色分けした

ヒートマップ

を運転室のモニターに表示するのです。

運転席のモニターに表示されたヒートマップ。その場で出来形を確認できる

運転席のモニターに表示されたヒートマップ。その場で出来形を確認できる

このモニターを見たオペレーターは、精度が悪い部分を発見するとその場で手直しができるので、後になってから修正するという二度手間を防げるというわけです。

レーザースキャナーの仕様

レーザースキャナーの仕様

このシステムは岐阜県土岐市土岐口財産区発注の「土岐口開発造成工事(1)」に導入され、測定距離15m以内で±50mm以内の精度で計測できることが確認できました。国土交通省の出来形管理の基準値も満たしています。

ドローンによる計測は雨や強風の影響を受けるので、天気待ちが発生することがあり、地上型3Dレーザースキャナーは機器を何度も据え付け直して計測し、結果を統合するという手間がいります。

その点、このシステムは施工しながらリアルタイムに結果がわかるので、大きな生産性向上が図れそうですね。

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