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全天球カメラと全周レーザを用いたリアルタイム大型構造物内部形状計測

研究課題

研究課題/領域番号 22K18826
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分22:土木工学およびその関連分野
研究機関東京大学

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)

研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
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)
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
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.

研究成果の概要

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,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・高密度に測量する新規な手法を提案した.具体的には,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.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,大型構造物を対象とし,全天球カメラと全周レーザを用いた光切断法を新規に構築することによって広範囲計測・高精度計測を実現すると同時に,画像処理技術によって追加の機器を用いずに複数断面の計測結果を自動統合する手法を新規に構築した.本研究は,大型構造物の内部形状を広範囲・高精度・高密度に測量するという斬新な枠組みを新規に提案するものであり,学術的な新規性と理論的な発展が大きい.加えて,施工・維持管理時の3次元測量データ生成・活用・管理の効率化といった社会的な成果と,これまでにない新理論を提案する点において挑戦的研究としての学術的な進展の両者を兼ね備えた内容である.

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件)

  • [雑誌論文] クロスラインレーザとカメラを併用したロックボルト孔の位置および方向計測2023

    • 著者名/発表者名
      HAYAMIZU Toko、IGAUE Takuya、IKURA Mikihiro、HIGUCHI Hiroshi、KASAHARA Jun Younes LOUHI、ITO Satoshi、TANIGUCHI Nobuhiro、MORINO Hiroyuki、YOSHIDA Kenichi、ASAMA Hajime、YAMASHITA Atsushi
    • 雑誌名

      精密工学会誌

      巻: 89 号: 4 ページ: 328-335

    • DOI

      10.2493/jjspe.89.328

    • ISSN
      0912-0289, 1882-675X
    • 年月日
      2023-04-05
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cooperative 3D tunnel measurement based on 2D-3D registration of omnidirectional laser light2023

    • 著者名/発表者名
      Igaue Takuya、Hayamizu Toko、Higuchi Hiroshi、Ikura Mikihiro、Yoshida Kenichi、Yamanaka Satoshi、Yamaguchi Takashi、Asama Hajime、Yamashita Atsushi
    • 雑誌名

      Journal of Field Robotics

      巻: 40 号: 8 ページ: 2042-2056

    • DOI

      10.1002/rob.22241

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Pose Adjustment Considering Linear Cross-Section Continuity of Line-Structured Light-Based 3D Tunnel Measurements2023

    • 著者名/発表者名
      Igaue Takuya、Hayamizu Toko、Yoshida Kenichi、Yamanaka Satoshi、Asama Hajime、Yamashita Atsushi
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2023 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII2023)

      巻: - ページ: 51-57

    • DOI

      10.1109/sii55687.2023.10039303

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり

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公開日: 2022-07-05   更新日: 2025-01-30  

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