記事のポイント

・大成建設株式会社(以下、大成建設)は、GPS等の位置情報の届かないトンネル坑内において、無人建機の自動運転を国内で初めて実現した。

・この技術は建設機械の周辺環境を示す地図作成と、自己位置推定を3次元で同時に行うSLAM技術を活用した位置情報取得技術である「T-iDraw Map」が開発され導入されている。

SLAM技術を活用した位置情報取得技術の「T-iDraw Map」を開発・導入

大成建設は、GPS等の位置情報の届かない環境であるトンネル坑内での無人建設機械の自動運転を国内で初めて実現したと発表した。建設機械の周辺の環境を示す地図の作成と、自己位置の推定を3次元で同時に行うSLAM技術を活用したオリジナルの位置情報取得技術である「T-iDraw Map」が開発され導入されている。

SLAM技術とは、自己位置推定と環境地図作成を同時に行い、移動体がセンシングによって得た計測値と移動することで得た計測値を照らし合わせ、その誤差を収束計算することで地図上に自己位置を推定する技術である。

このT-iDraw Mapにより随時位置情報を取得することができ、施工現場の周辺環境変化に対応した自動運転を可能とする。この技術は、国土交通省国土技術政策総合研究所に設置された実大トンネル実験施設、および国内の道路トンネル建設現場において実証が行われ、その機能が確認されている。


出典:大成建設 「実大トンネル実験施設での自動運転状況」

生産労働人口の減少、労働者の高齢化による労働力不足が社会的課題となっている昨今、生産性の工場は建設産業においても喫緊の課題となっている。その解決のため国交省ではi-Constructionの取り組みを推進しており、人手不足への対応とともに生産性向上への取り組みを加速させている。その中においても建設機械の自動化に関連する技術は、建設現場で早期確立が望まれている技術のひとつとなっている。

大成建設では、これまでに自律方式や遠隔操作で作業を行う建機「T-iROBO®シリーズ」を開発してきたが、これらを用いる施工場所ではGPS等のGNSSを利用した位置情報が取得可能な範囲であった。また、トンネル坑内など位置情報が取得できない工事では、光波測距儀の自動追尾機能などを採用した対応が必要となるが、この方法では支障物や曲線部などで光波が遮られる場合や長距離での使用が困難になるなどの課題があった。

そのような課題から大成建設では、SLAM技術を活用し位置情報を取得できる「T-iDraw Map」を開発。GNSSを利用できないトンネル坑内において土砂運搬する無人建設機械(クローラダンプ)の自動運転を実現した。このSLAM技術を用いた無人建設機械の自動運転は「T-iROBOシリーズ」の施工現場におけるDX戦略の一翼を担う技術とされている。

T-iDraw Mapの特徴


出典:大成建設 「環境地図と建機の自己位置推定状況」

SLAM技術による位置情報を建設機械の自動運転に活用
SLAM技術を活用し、無人建設機械に搭載したセンシング装置による計測情報より、建機の周辺環境を把握するための環境地図作成と自己位置推定を同時に行う。これらデータを基に建機の位置情報などを取得し、あらかじめ設定したルートを自動走行できるため、GNSSを利用できない坑内や地下でも自動運転が可能となる。

障害物を回避するルートの自動作成による減速走行可能
無人建設機械の自動運転時において、走行ルート上に想定していない障害物が出現した場合でも、センシング装置で障害物を認識し、自動で回避ルートを作成して減速走行する。刻々と環境変化する施工現場の状況に的確に対応でき、安全性の高い自動運転が可能となる。


出典:大成建設 「建設中トンネルにてSLAMを活用した自動運転の状況」

大成建設では、今後この「T-iDraw Map」を活用した無人建設機械の自動運転を施工中のトンネル現場に順次導入していくとともに、実用性の高いタイヤ式建設機械への適用を進めていくとのこと。将来的には屋内や地下での自動運転や災害発生時における探査・点検への適用拡大を目指している。

既存のT-iROBOシリーズにも、この新たな「T-iDraw Map」を積極展開し、無人・有人の建機が協調して動作する「T-iCraft®」との連携を図りながら、更なる生産性と安全性の向上を推進していくとしている。


□大成建設株式会社
国内初 GPS等の位置情報が届かない坑内で無人建設機械を自動運転
リリース記事:https://www.taisei.co.jp/about_us/wn/2021/210611_8304.html