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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Research on Maintenance Support System for Industrial Facilities Using High-Density and High-Accuracy Point Clouds

Research Project

Project/Area Number 17KT0040
Research InstitutionThe University of Electro-Communications

Principal Investigator

増田 宏  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (40302757)

Project Period (FY) 2017-07-18 – 2021-03-31
Keywords点群処理 / 設備の保全 / 形状処理 / レーザスキャナ
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,測量分野のレーザスキャナを用いて取得された高密度・高精度点群を用いて,工業設備の保全支援システムを実現する.研究項目は,(1) 部材検出,(2) 劣化検出,(3) 点群の自動計測,(4) 点群の可視化である.(1) 部材検出では,生産設備と送電鉄塔の点群を例題として用いた.生産設備からの部材検出では,点群,反射強度,RGB を用いた深層学習による部材検出手法を開発した.検証実験の結果,高い認識精度が達成できることを確認した.また,送電鉄塔においては,遠方から計測した粗密の大きい点群を用い て,適応的な閾値による鋼材検出手法を開発した.さらに,交換部材の製作で必要となるボルト穴の位置を求めるために,高精度のボルト検出手法を開発した.また,ボルト検出に機械学習を導入して,誤検出の抑制効果を検証した. (2) 劣化検出では,鋼材のたわみ検出手法と,燃焼炉の磨耗/付着/亀裂の検出手法の開発を行った.微小な亀裂の検出には点群密度が不十分であったため,点群の反射強度による亀裂検出手法を開発した.また,機械学習により,微小な部材を劣化と誤認識することが抑制できることを確認した.(3) 点群の自動計測では,レーザスキャナ を搭載した自動計測ロボットの開発を行った.本研究では,自律走行と自動計測のできるハードウェアを完成させ,さらに,広域計測で得られた点群から,経路 探索と最適計測位置の検出を行う手法について開発を行った.また,生産設備での点群計測データを用いて,開発手法の検証実験を行なった.(4) 点群の可視化においては,点群を用いた VR システムを構築し,軽量なメッシュと大容量の点群を部分的に入れ替えることで,検査箇所の解像度を選択的に変更できる仕組みを構築した.また,大規模設備の点群を用いて,詳細な凹凸を高速に立体視描画できることを確認した.

  • Research Products

    (7 results)

All 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Detection of Steel Materials and Bolts from Point-Clouds of Power Transmission Pylon2020

    • Author(s)
      ku Yoshiuchi, Yuki Shinozaki and Hiroshi Masuda
    • Journal Title

      Computer-Aided Design and Applications

      Volume: 17(3) Pages: 575-584

    • DOI

      10.14733/cadaps.2020.575-584

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Extraction of Road-Crossing Power and Communication Lines from Mobile Mapping Data2020

    • Author(s)
      K. Tajima, H. Masuda
    • Journal Title

      ISPRS Ann. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inf. Sci.

      Volume: V-2-2020 Pages: 297-304

    • DOI

      10.5194/isprs-annals-V-2-2020-297-2020

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 大規模点群の立体視による大型構造物の劣化検証システム2021

    • Author(s)
      青木智子, 山本恵里佳, 増田宏
    • Organizer
      精密工学会春季大会
  • [Presentation] Shape Reconstruction from Point Clouds for Supporting Maintenance of Power Transmission Pylons2021

    • Author(s)
      I. Yoshiuchi, H. Masuda
    • Organizer
      10th International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 大規模点群を用いた大型構造物の壁面上の劣化検出2020

    • Author(s)
      山本 恵里佳,葭内 郁,増田 宏
    • Organizer
      精密工学会秋季大会
  • [Presentation] 自律移動ロボットによる屋内生産設備の点群データ取得システム (第 2 報)2020

    • Author(s)
      和田太一, 鈴木晶也, 石川貴一朗, 増田 宏
    • Organizer
      精密工学会春季大会
  • [Presentation] 工業設備の大規模点群からの部材形状の抽出と認識(第 2 報)2020

    • Author(s)
      重田航平,増田 宏
    • Organizer
      精密工学会春季大会

URL: 

Published: 2022-12-28  

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