玩偶姐姐

玩偶姐姐（株）（本社：東京都中央区、社長：大谷 清介）は、（株）きんそく（本社：京都府京都市、社長：奥野 勝司）とともに、シールドトンネル工事における測量管理の効率化や施工精度の向上を目的に、ステレオカメラ^※1を用いた新たな自動測量技术「MWMS（Measuring Worm Method system）」を開発しました。
本システムは、固定したステレオカメラを用いて撮影したシールド機内の画像を解析することで、掘進中も連続してシールド機の位置（平面?垂直座標）と姿勢（水平向き、傾き）を把握できる測量技术です（図-1）。測量作業の省力化と、既往の自動測量技术では適用が難しかった比較的小さいシールドトンネルへの適用を可能としました。

• ※1
  2つのカメラを用いて対象物を同时に撮影することにより、奥行き方向（距离）の情报も记録できるカメラのこと。

図-1 本システムの概要（左：機内計測イメージ、右：シールド機の位置と姿勢の情報）

従来、シールド工事で自動測量を行う場合には、坑内に自動追尾型の測量機器（トータルステーション）を設置し、後方の基準点とシールド機内の少なくとも2点のターゲットを見て測量します。しかし、掘進が進んで距離が離れ過ぎた場合や曲線部を施工した場合に測量機器でターゲットを視準できなくなると、その度に測量機器を盛り替える手間が生じることが課題でした。また比較的トンネル断面が小さい場合では、走行台車との接触や視準時の障害等が生じるため測量機器の配置自体が難しく、自動測量技术の適用が困難でした。

本システムではステレオカメラを用いて、シールドジャッキの端部とシールド機本体に設置された複数個のマーカーを自動で撮影し、画像解析によりシールド機の位置座標と姿勢を測量します。ステレオカメラをシールド機後方の追随する設備に固定することで、前述した既往の自動測量技术の課題を解決しました。 計測手順を図-2に示します。掘進およびセグメント组立の作業中に、尺取り虫のように伸縮を繰返すシールドジャッキの動きに合わせて基準点を入れ替え、前後のマーカーを捉え続けます。

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   掘进开始（测量开始）
   マーカー①を掘进中の仮の不动点とみなして测量の基準点とし、掘进とともに测量を开始する。

1. 2
   掘进中（连続测量）
   カメラ撮影と画像処理により移动するマーカー②の位置を捉え続ける。

1. 3
   掘进终了（测量完了）
   マーカー②をセグメント组立中の不动点とみなしシールドジャッキを缩める前に基準点を②に切り替える。

1. 4
   セグメント组立
   ジャッキ縮小とセグメント组立後、シールドジャッキをセグメントに密着させる。掘進準備が整ったら、測量してマーカー①の位置を確認し、基準点を再び①に切り替える。?(1)

図-2 本システムの測量手順

本システムの特长は以下のとおりです。

• 测量机器を盛り替える必要がないため、施工を止めることがなく、作业の効率化を図ることができる。
• 测量频度を自由に设定ができ、连続的に测量できるため测量精度が高い。
• シールドトンネルの大きさにかかわらず适用できる。

本システムの実用性を検証するため、当社のシールドトンネル工事现场で本システムの実証実験を行いました。その结果、シールド机の外径が3.0尘のトンネルでも问题なく测量ができ、また目标としていた误差范囲内の精度（掘进1尘あたり4.0尘尘以内）を満足し、本システムの実用可能性を确认することができました。

当社は今後、開発技术であるAI Transform Shield^※2と本システムを連携させ、高精度な掘進管理技术を確立して、お客様に信頼される安全で確実なトンネル構築技术の提供を目指します。

• ※2
  AIを活用したシールド工で効率化?品质向上を図る
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