Accurate crack inspection by stabilizing bridge mobile robot

• Project/Area Number: 17K00360
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Intelligent robotics
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: YAMAGUCHI TOMOYUKI 筑波大学, システム情報系, 助教 (50424825)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 橋梁検査ロボット / 画像検査 / 維持管理技術 / 知能ロボティクス / 画像計測 / 知能ロボティックス

Outline of Final Research Achievements

To realize stable flights of the robot under strong winds is one of the crucial problems of image-based inspection of concrete structures. This research achieved a multi-copter-type robot with an outer frame which is optimized to move on the concrete surfaces. The developed robot enables a multi-copter to fly by contacting to wall surface continuously and realizes stable flights with a certain distance from a wall by using the wind sensor in order to capture the image without any blurs which can be applied to the image processing for inspection.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果は，飛行ロボットは風等の外乱によって姿勢維持が困難であり，移動が不安定になる学術的技術課題に対して，ロボットの機体を押しつけることで，落下による危険性を押し付けるメカニズムにより回避するだけでなく，この押しつけ力により風速7m/s環境下においても耐えうる移動の安定化を実現した．また，本手法はロボット機体のフレームが常にコンクリート表面に接地することになるため，カメラ機構と撮影対象のコンクリート表面の幾何的な関係は常に同じで，かつ距離は一定となる．これにより，画像検査に最適な画像を高品質に取得することできることが可能となり，実社会現場における構造物検査ロボットの基盤となることを示した．

Research Products

• [Journal Article] Development of Multi-copter System on Concrete Surfaces with Outer Frame and Wind Speed Sensors (2020)
  • Author(s): Nishimura Yuki、Sakamoto Makoto、Yamaguchi Tomoyuki
  • Journal Title: Proceedings of the 2020 IEEE/SICEInternational Symposium on System Integration Volume: 1 Pages: 909-914
  • DOI: 10.1109/sii46433.2020.9026215
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 外乱環境下での三次元平面移動ロボットの姿勢制御 (2019)
  • Author(s): 坂本真, 山口友之
  • Organizer: 電子情報通信学会大会講演論文集
• [Presentation] MRHMDを用いたひび割れ検査支援システムの試作 (2019)
  • Author(s): 還田匡, 山口友之
  • Organizer: 電子情報通信学会大会講演論文集
• [Presentation] マルチコプタ型斜面移動ロボットの滑り解析 (2019)
  • Author(s): 西村勇輝, 山口友之
  • Organizer: 電子情報通信学会大会講演論文集
• [Presentation] Real-Time Defect Detection Method without Training Data for Hammering Test Support System (2019)
  • Author(s): Koki Hagiwara, Akira Yasojima, Takeshi Shibuya, Tomoyuki Yamaguchi
  • Organizer: IEEE/SICE International Symposium on System Integration 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 打音検査の教師データ無しリアルタイム欠陥診断手法の提案 (2018)
  • Author(s): 萩原恒樹，八十島 章，澁谷長史，山口友之
  • Organizer: 電子情報通信学会総合大会
• [Presentation] A method for supporting hammering test by visualization of defect diagnosis on the concrete surfaces (2017)
  • Author(s): Hagiwara Koki、Yamaguchi Tomoyuki
  • Organizer: 2017 56th Annual Conference of the Society of Instrument and Control Engineers of Japan
  • Int'l Joint Research