成果報告書詳細
管理番号20160000000703
タイトル平成26年度ー平成27年度成果報告書 インフラ維持管理・更新等の社会課題対応システム開発プロジェクト インフラ維持管理用ロボット技術・非破壊検査装置開発 遠隔搭乗操作によるマルチクローラ型無人調査ロボットの研究開発
公開日2016/9/10
報告書年度2014 - 2015
委託先名株式会社大林組
プロジェクト番号P14011
部署名ロボット・AI部
和文要約件名:平成26年度ー平成27年度成果報告書 インフラ維持管理・更新等の社会課題対応システム開発プロジェクト/インフラ維持管理用ロボット技術・非破壊検査装置開発/遠隔搭乗操作によるマルチクローラ型無人調査ロボットの研究開発

本研究開発の目標は、土砂崩落現場での情報収集を遠隔操作によって行える「無人調査ロボット」であり、メインクローラとサブクローラを組合せた駆動方式を採用することで、散在した岩塊の乗越え、崩落土砂の泥濘地での走破を可能にし、車載の貫入試験装置により、堆積土砂の地盤性状(貫入抵抗・内部摩擦角・粘着力・間隙水圧)を短時間で調査する。また、立木等の通信障害がある災害地で安定した通信を確保するため、中継アンテナを用いた長距離・低遅延の無線通信技術を確保する。更には目視に近い3D画像により、現地の落石や湧水の有無を把握し、搭乗操作と同様の空間認知性・操作性を両立することで、特殊技能を持たないオペレータでも遠隔作業が行える。
ロボットの主たる仕様を以下に示す。
  
外径寸法・質量  :全長4340mm、全高1740mm(走行時)、全幅1650mm、1900kg
走行性能  :段差50cm、軟弱地盤コーン指数200kN/m2、傾斜30°
走行装置  :メインクローラ×2+サブクローラ×2
貫入装置  :スウェーデン式サウンディング試験機
貫入試験  :対象地盤N値5以下程度、貫入深度GL-3m
画像取得装置  :3D(1,080 ×1,200 片眼最大)、前後2D全方位カメラ(2,592 ×1,944 最大)
モニタリング装置 :HMD(2,160 ×1,200 最大)
情報提示  :3D映像、前後2D全方位映像、貫入点近景映像、HMD内走行ルート、目標地点
取得データ  :貫入深度、貫入抵抗(換算N値)、貫入音、貫入点近景画像、間隙水圧
無線通信方式  :2.4GHz無線LAN、通信距離2km(中継あり)
無線中継装置  :遠隔操作によるアンテナ伸長GL+4m(振り子機構による)、自動天頂機能、パッチアンテナ搭載
無線基地局  :アンテナ伸長GL+10m、高利得パッチアンテナ搭載
英文要約Title: Robot and Sensor System Development Project for Infrastructure Maintenance and Disaster Survey. Research and Development of Unmanned Multi Track Robot controlled by Remote Operation System (FY2014 - FY2015) Final Report.

Our mission is to develop a remotely controlled robot which can survey geological features in locations made inaccessible to humans due to landslides and similar natural disasters.We developed a robot which has sub-crawlers on either side of its main crawlers. This combination enabled the robot to maneuver over scattered rocks or muddy or sandy debris at a landslide site and use its installed penetrometer to survey geological features such as penetration resistance, the angle of internal friction, adhesive force and pore water pressure in a short period of time.To ensure radio communication even in the presence of obstacles such as trees, we installed a radio communication system which uses relay stations to achieve low-delay and long-distance communication.A 3D camera system, which provides realistic visual observation in the remote location, enables awareness of debris movement and water seepage and allows an operator to control this robot without special training.

Specifications of the robot

Dimensions, weight: Length: 4340 mm, Height: 1740 mm (while travelling), Width: 1650 mm; Weight 1900kg
Travelling performance: Soft ground with a cone index of less than 200 kN, a 50-centimeter high step and a 30-degree slope
Travelling equipment : two main crawlers, two sub-crawlers
Penetration equipment: Swedish sounding test system
Penetration test object: N-value of less than 5
Penetration depth: GL-3m
Cameras : 3D camera (1080x 1200)
: 2D camera (omni-directional camera 2592x1944)
Monitor : Head-mounted display (2160x1200)
Information provided: 3D image, 2D omni-directional image, Closeup image of penetration test point, Traveled route and objective point
Obtainable data: Depth of cone tester, Penetration resistance (Converted N-value), Penetration audio, pore-water pressure
Radio communication system: 2.4GHz wireless LAN (Communicable range: 2 km)
Radio relay equipment: Extendable remote controlled 4-meter high antenna, Patch antenna
Radio base station: Extendable 10-meter high antenna, High-gain patch antenna
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