センサフュージョンによる大岩の自動破砕システムの開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12555284
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 高橋 弘 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90188045)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 金子 勝比古 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20128268) ; 齋藤 清次 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80302173)
• Keywords: センサフュージョン / 画像処理 / 視覚センサ / 力覚センサ / 大岩破砕 / 油圧ブレーカ

Research Abstract

目的:本研究では,大岩の破砕を自動的に検出する手法として,過去の研究でその有効性が実証された力覚による方法の他に,いくつかの知的センサ情報を融合して,大岩破砕判断アルゴリズムを開発し,一連の大岩自動検出・破砕システムの構築を目指すことを目的としている.本年度では,油圧ユニットを用いたブレーカモデルを作成し,さらにこのモデルにビジョンシステムを搭載し,力覚と視覚の融合によるアルゴリズムについて検討する.
結果:
(1)油圧ユニットを用いたブレーカモデルの設計・製作
コンピュータにより制御可能な油圧ブレーカを設計・製作した.油圧ブレーカは3本の油圧シリンダーを用いて3次元空間内を移動できるようにし,大岩の位置・高さの変化に対応できるように工夫した.
(2)力覚と視覚の融合による制御実験および自動破砕判断システムの開発
作成された油圧ブレーカモデルの動作確認を行うとともに,油圧ブレーカモデルに力覚と視覚センサを設置し,「のみ」に作用する歪のデータを計測した.さらに視覚センサにより大岩の画像をサンプリングし,大岩の自動検出および位置計測のための画像処理法について検討した.
(3)安定した「のみ」の押し付けに関する研究
安全で,かつ信頼性の高い大岩破砕判断アルゴリズムを構築するためには,安定した「のみ」の押し付けが可能で,かつ破砕を知らせる情報が出やすいように打撃を工夫することが極めて重要である.そこで,のみの滑りを認識するアルゴリズムについて,主として歪データを用いて考察した.また力覚と視覚の融合による破砕判断アルゴリズムについて検討した.

Research Products

• [Publications] Takahashi et al.: "Automatic System for Boulder Breakage by using Force Sensors and Image Processing"Proc.of 18th Int.Symp.on Automation and Robotics in Construction. (intended to be publication).
• [Publications] 高橋弘 他: "画像処理と力覚を用いた大岩自動破砕システムに関する研究"資源・素材学会誌. (発表予定).