| 研究課題/領域番号 |
22K18826
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分22:土木工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
山下 淳 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (30334957)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
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| キーワード | 形状計測 / 光切断法 / 広視野カメラ / 全周レーザ / 3次元計測 / 大型構造物計測 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
トンネルや建築物など大型構造物の施工・維持管理において，その内部形状の3次元測量データは必要不可欠である．本研究では，360度の視野を有する全天球カメラと広範囲にレーザ光を照射可能な全周レーザを用いて，トンネルや建築物などの大型構造物の内部形状を広範囲・高速・高密度に3次元計測する新規な手法を提案する．
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| 研究実績の概要 |
既存の測量機器であるトータルステーションやLiDARでは，高密度な計測を高速に行うことは原理的に困難であり，広範囲の測量を行うため測量機器の場所を移動させる度に煩雑な校正（測量機器の位置姿勢の移動量を計測するための操作）が必要となる．そこで本研究では，全周レーザと広視野カメラからなる光切断法に基づいた新規な計測装置を構築し，大型構造物の内部形状を広範囲・高精度・高密度にリアルタイムで測量する新規な手法を提案した．
光切断法のように三角測量に基づく測量方法は，工場内での小型部品点検のように，計測すべき範囲が狭く，近距離の対象の計測に向いている．それに対してトンネルのような大型構造物の計測では，計測すべき範囲が広く，計測対象までの距離も遠い．本研究では，広い画角を有するカメラと，周囲360度に同時にレーザ光を照射可能な全周レーザからなる光切断法に基づいた新規な測量装置を構築した．レーザ方向変化方式やスキャン方式では疎な計測であることに対して，提案手法では断面のすべての場所に同時にレーザ光が照射されるため，高密度に広範囲をワンショットで計測できる．また，レーザ光照射の出力を瞬間的に切り替えて複数枚の画像を取得し，画像間の差分解析を行うことで，環境光や外光の影響を受けない安定したレーザ光検出手法を新規に構築した．
ある断面と別の断面の計測結果（複数地点での計測結果）の統合には，従来はGNSSやトータルステーションのような絶対座標を計測する追加の装置が別途必要であった．本研究では，広視野カメラで取得した画像を解析することにより，追加の装置なく複数断面の統合を行う手法を新規に構築した．
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