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公開番号2024154815
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-31
出願番号2023068912
出願日2023-04-20
発明の名称こそく支援システム、機械学習装置、情報処理装置、こそく支援方法、機械学習方法、情報処理方法
出願人一般財団法人先端建設技術センター,基礎地盤コンサルタンツ株式会社,NSW株式会社,株式会社想画,株式会社安藤・間,鹿島建設株式会社,清水建設株式会社,戸田建設株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類E21D 9/00 20060101AFI20241024BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】経験の浅い操作者でも、熟練者と同等の油圧ショベルの操作をすることが可能なこそく支援システムを提供する。
【解決手段】本発明は、トンネル切羽におけるこそくを支援するこそく支援システムであって、トンネル切羽に関わる切羽画像データを取得する情報取得部600と、前記情報取得部600により取得された切羽画像データを、切羽画像データと、こそく作業における油圧ショベルの操作に関わる操作関連データとの相関関係を機械学習により学習させた学習モデル12に入力することで、切羽画像データに対応する油圧ショベルの操作関連データを生成する生成処理部601と、を備える。
【選択図】図11
特許請求の範囲【請求項１】
トンネル切羽におけるこそくを支援するこそく支援システムであって、
トンネル切羽に関わる切羽画像データを取得する情報取得部と、
前記情報取得部により取得された切羽画像データを、切羽画像データと、こそく作業における油圧ショベルの操作に関わる操作関連データとの相関関係を機械学習により学習させた学習モデルに入力することで、切羽画像データに対応する油圧ショベルの操作関連データを生成する生成処理部と、を備える、
こそく支援システム。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記生成処理部で生成された操作関連データに基づいた提示を行う提示部を備える、
請求項１に記載のこそく支援システム。
【請求項３】
前記生成処理部で生成された操作関連データに基づいてトンネル切羽におけるこそく完了区画の提示を行う提示部を備える、
請求項１に記載のこそく支援システム。
【請求項４】
切羽画像データと、こそく作業における油圧ショベルの操作に関わる操作関連データとで構成される学習用データを複数組記憶する学習用データ記憶部と、
複数組の前記学習用データを学習モデルに入力することで、切羽画像データと操作関連データとの相関関係を前記学習モデルに学習させる機械学習部と、
前記機械学習部により前記相関関係を学習させた前記学習モデルを記憶する学習済みモデル記憶部と、を備える、
機械学習装置。
【請求項５】
トンネル切羽に関わる切羽画像データを取得する情報取得部と、
前記情報取得部により取得された切羽画像データを、切羽画像データと、こそく作業における油圧ショベルの操作に関わる操作関連データとの相関関係を機械学習により学習させた学習モデルに入力することで、切羽画像データに対応する油圧ショベルの操作関連データを生成する生成処理部と、を備える、
情報処理装置。
【請求項６】
トンネル切羽におけるこそくを支援するこそく支援方法であって、
トンネル切羽に関わる切羽画像データを取得する情報取得工程と、
前記情報取得工程により取得された切羽画像データを、切羽画像データと、こそく作業における油圧ショベルの操作に関わる操作関連データとの相関関係を機械学習により学習させた学習モデルに入力することで、切羽画像データに対応する油圧ショベルの操作関連データを生成する生成処理工程と、を備える、
こそく支援方法。
【請求項７】
切羽画像データと、こそく作業における油圧ショベルの操作に関わる操作関連データとで構成される学習用データを複数組記憶する学習用データ記憶工程と、
複数組の前記学習用データを学習モデルに入力することで、切羽画像データと操作関連データとの相関関係を前記学習モデルに学習させる機械学習工程と、
前記機械学習工程により前記相関関係を学習させた前記学習モデルを記憶する学習済みモデル記憶工程と、を備える、
機械学習方法。
【請求項８】
トンネル切羽に関わる切羽画像データを取得する情報取得工程と、
前記情報取得工程により取得された切羽画像データを、切羽画像データと、こそく作業における油圧ショベルの操作に関わる操作関連データとの相関関係を機械学習により学習させた学習モデルに入力することで、切羽画像データに対応する油圧ショベルの操作関連データを生成する生成処理工程と、を備える、
情報処理方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、こそく支援システム、機械学習装置、情報処理装置、こそく支援方法、機械学習方法、及び情報処理方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
ＮＡＴＭ等の山岳トンネルの施工において、発破後、岩盤切羽付近に浮きでている岩片や岩塊などを除去するこそく作業が行われる。こそく作業は、トンネル掘削に発破工法を用いる場合、発破後の切羽付近に浮きでている岩片や岩塊を、鉄棒などを用いて落下させる浮石落しの作業である。このような作業には、ブレーカ等のアタッチメントを取り付けた旋回式建設機械（例えば、油圧ショベル）が使用されることが多い。
【０００３】
このようなこそく作業を管理するために、例えば、特許文献１（特開２０１７－１９０５８７号公報）には、旋回式建設機械に取り付けられたターゲットをトータルステーションにより測定することで、旋回式建設機械の先端（削岩機のノミ先等）の位置情報をリアルタイムに把握する技術が記載されている。
【０００４】
また、こそく作業の管理に切羽画像を用いる技術についても提案されている。例えば、特許文献１（特開２０２１－３１８９５号公報）には、トンネル掘削工事における切羽の撮像画像に関する情報を取得して、これに基づいてコソク作業を行う作業箇所を検出することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１７－１９０５８７号公報
特開２０２１－３１８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
こそく作業においては、切羽を目視することによって、岩片、岩塊、浮き石等の落下処理が必要となる箇所・範囲を判断する能力が求められる。このような判断能力は、経験に依るとこが大きく、油圧ショベルの操作技能の優劣に加え、切羽の状態の判断能力の差によって、こそく作業の仕上がりのばらつきは大きく左右することとなる。こそく作業の完成度が低いと、肌落ちなどにより、続く吹きつけ作業での作業性が特に悪くなるし、また、後続するその他の作業における安全性も低下する、という問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の課題に鑑み、切羽の状態に依って、推奨され得る油圧ショベルの操作を簡易に生成し操作者に提示したり、こそくが完了した箇所を作業者に提示したりすることを可能とするこそく支援システム、機械学習装置、情報処理装置、こそく支援方法、機械学習方法、及び情報処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るこそく支援システムは、
トンネル切羽におけるこそくを支援するこそく支援システムであって、
トンネル切羽に関わる切羽画像データを取得する情報取得部と、
前記情報取得部により取得された切羽画像データを、切羽画像データと、こそく作業における油圧ショベルの操作に関わる操作関連データとの相関関係を機械学習により学習させた学習モデルに入力することで、切羽画像データに対応する油圧ショベルの操作関連データを生成する生成処理部と、を備える。
【０００９】
また、本発明の一態様に係るこそく支援システムは、
前記生成処理部で生成された操作関連データに基づいた提示を行う提示部を備える。
【００１０】
また、本発明の一態様に係るこそく支援システムは、
前記生成処理部で生成された操作関連データに基づいてトンネル切羽におけるこそく完了区画の提示を行う提示部を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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