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10個以上の画像は省略されています。
公開番号
2024143560
公報種別
公開特許公報(A)
公開日
2024-10-11
出願番号
2023056301
出願日
2023-03-30
発明の名称
着岩位置予測処理装置および方法
出願人
清水建設株式会社
,
古河機械金属株式会社
,
古河ロックドリル株式会社
代理人
個人
主分類
E21D
9/10 20060101AFI20241003BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約
【課題】ブームの先端をトンネル壁面の孔Hの位置に高精度に位置させる処理装置及び処理方法を提供する。
【解決手段】方法は、互いに異なる方向からブームの先端E及び当接対象が写るように同じタイミングで撮影された第1の画像P
1
及び第2の画像P
2
を取得し、第1の画像の中で設定されたブームに重なりかつブームの延伸方向に伸びる第1の直線L
1
と、当接対象との第1の画像の中での相対的な位置関係を示す第1の位置関係情報を生成し、第2の画像の中で設定されたブームに重なりかつブームの延伸方向に伸びる第2の直線L
2
と、当接対象との、第2の画像の中での相対的位置関係を示す第2の位置関係情報を生成し、第1の画像の中で、当接対象との相対的位置関係が第2の位置関係情報で示される位置関係を満たす第3の直線L
3
を設定し、第1の画像の中で設定された第1の直線と第3の直線の交点Bの位置情報をブームの先端の当接予測地点として算出する。
【選択図】図14
特許請求の範囲
【請求項1】
互いに異なる方向からブームの先端及び前記ブームの先端を当接させる当接対象が写るように同じタイミングで撮影された第1の画像及び第2の画像を取得する取得部と、
前記第1の画像の中で設定された直線であって、前記ブームに重なりかつ前記ブームの延伸方向に伸びる第1の直線と、前記当接対象との前記第1の画像の中での相対的な位置関係を示す第1の位置関係情報を生成する第1の生成部と、
前記第2の画像の中で設定された直線であって、前記ブームに重なりかつ前記ブームの延伸方向に伸びる第2の直線と、前記当接対象との前記第2の画像の中での相対的な位置関係を示す第2の位置関係情報を生成する第2の生成部と、
前記第1の画像の中で、前記当接対象との相対的な位置関係が前記第2の位置関係情報で示される位置関係を満たす第3の直線を設定する設定部と、
前記第1の画像の中で設定された前記第1の直線と前記第3の直線との交点の位置情報を、前記ブームの先端の当接予測地点として算出する予測部と、
を有する処理装置。
続きを表示(約 1,200 文字)
【請求項2】
前記第1の生成部は、前記第1の直線と、前記第1の画像の中の前記当接対象から抽出された特徴点との相対的な位置関係を示す前記第1の位置関係情報を生成し、
前記第2の生成部は、前記第2の直線と、前記第2の画像の中の前記当接対象から抽出された特徴点との相対的な位置関係を示す前記第2の位置関係情報を生成する請求項1に記載の処理装置。
【請求項3】
前記第1の画像の中からトンネルの壁面に形成された孔を検出する画像解析部と、
前記位置情報で示される前記当接予測地点と前記孔との前記第1の画像の中での相対的な位置関係を算出する算出部と、
前記当接予測地点と前記孔との相対的な位置関係の算出結果に基づき前記ブームを駆動させるブーム制御部と、
を有する請求項1又は2に記載の処理装置。
【請求項4】
前記当接予測地点と前記孔との相対的な位置関係は、前記当接予測地点から前記孔に向かう方向を含み、
前記ブーム制御部は、前記ブームを駆動して、前記当接予測地点を前記孔に近づける請求項3に記載の処理装置。
【請求項5】
前記ブームに取り付けられたカメラが前記第1の画像を撮影し、
前記ブーム制御部は、
前記ブームの姿勢に基づき前記カメラの姿勢を特定し、
前記カメラの姿勢に基づき、前記第1の画像の中での前記方向を実空間上での方向に変換し、
前記ブームの先端を、前記変換で得られた前記実空間上での方向に移動させる請求項4に記載の処理装置。
【請求項6】
前記孔はロックボルト打設用又は装薬用に穿孔された孔である請求項3に記載の処理装置。
【請求項7】
コンピュータが、
互いに異なる方向からブームの先端及び前記ブームの先端を当接させる当接対象が写るように同じタイミングで撮影された第1の画像及び第2の画像を取得する取得工程と、
前記第1の画像の中で設定された直線であって、前記ブームに重なりかつ前記ブームの延伸方向に伸びる第1の直線と、前記当接対象との前記第1の画像の中での相対的な位置関係を示す第1の位置関係情報を生成する第1の生成工程と、
前記第2の画像の中で設定された直線であって、前記ブームに重なりかつ前記ブームの延伸方向に伸びる第2の直線と、前記当接対象との前記第2の画像の中での相対的な位置関係を示す第2の位置関係情報を生成する第2の生成工程と、
前記第1の画像の中で、前記当接対象との相対的な位置関係が前記第2の位置関係情報で示される位置関係を満たす第3の直線を設定する設定工程と、
前記第1の画像の中で設定された前記第1の直線と前記第3の直線との交点の位置情報を、前記ブームの先端の当接予測地点として算出する予測工程と、
を実行する処理方法。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、処理装置及び処理方法に関する。
続きを表示(約 1,600 文字)
【背景技術】
【0002】
本発明に関連する技術が、特許文献1乃至4に開示されている。
【0003】
特許文献1には、台車と、当該台車に搭載される複数のブームとを備えるロックボルト打設車両が開示されている。当該ロックボルト打設車両は、穿孔用ブームと打設用ブームを別々に備える。そして、当該ロックボルト打設車両を利用した作業では、穿孔用ブームで孔を穿孔した後、打設用ブームをその孔の位置に移動させ、その孔にロックボルトを打設する。
【0004】
特許文献2及び3には、ブームの先端を目的位置に移動させるためのブーム制御方法が開示されている。
【0005】
特許文献4には、画像解析の結果に基づきブームを駆動させる技術が開示されている。当該技術では、画像内で荷物を検出し、画像上の荷物の位置に基づき、ブームの先端が荷物の重力方向真上に来る方向にブームを移動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
特開2021-195819号公報
特開2017-78684号公報
特開2017-77617号公報
特開2011-207571号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
ブームを用いた作業において、ブームの先端をトンネル壁面の孔の位置に高精度に位置させることが要求される場合がある。一例として、事前に穿孔した孔にロックボルトを打設する作業が挙げられる。当該作業では、例えば径50mm程度の孔に径25mm程度のボルトを挿入する。特許文献1に開示の技術のように、穿孔用ブームと打設用ブームを別々に備えた場合、ブームを駆動して(ブームの姿勢を変化させて)このような高精度の位置合わせを行う必要がある。特許文献1は、当該課題及びその解決手段を開示していない。また、特許文献2乃至4は、ブームの先端を目的位置に移動させるためのブーム制御方法を開示しているものの、上述のようなレベルでの高精度な位置合わせを実現する手法は開示していない。
【0008】
ブームの先端の位置合わせを行う処理の一例として、ブームが備える各種関節等の状態を検出するセンサの利用が挙げられる。具体的には、当該センサの値に基づきブームの姿勢及びブームの先端の位置を特定する。そして、センサの値に基づき特定したブームの先端の位置と任意の手段で特定した孔の位置とに基づき、ブームの先端の位置合わせを行う。しかし、当該手段の場合、「ブームの姿勢変化によるブームの撓み」、「ブームの姿勢変化による車両の傾きの変化」、「伸縮部摺動板の摩耗によるバックラッシュの増大」等により、ブームの先端の位置を精度よく特定できないという問題がある。すなわち、センサの値に基づき特定したブームの先端の位置と実際のブームの先端の位置との間にズレが生じ得る。このため、上述のようなレベルでの高精度な位置合わせを実現することは難しい。
【0009】
また、ブームの先端の位置合わせを行う処理の他の一例として、画像解析の利用が挙げられる。具体的には、孔とブームの先端とが写る画像を解析して孔とブームの先端の位置のずれを算出し、算出結果に基づきブームの先端の位置合わせを行う。しかし、当該手段の場合、算出できる孔とブームの先端の位置のズレは、2次元画像上でのズレであり、奥行き方向の情報が含まれない。このような奥行き方向の情報が欠けている情報に基づく制御では、上述のようなレベルでの高精度な位置合わせを実現することは難しい。
【0010】
本発明の目的の一例は、上述した問題を鑑み、ブームの先端をトンネル壁面の孔の位置に高精度に位置させるという課題を解決する処理装置及び処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
(【0011】以降は省略されています)
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