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自動走行ロボットによる下水管形状計測技術の確立

自动驾驶机器人下水道管形测量技术的建立

基本信息

批准号：
18656153
负责人：
川末紀功仁
金额：
$ 2.11万
依托单位：
University of Miyazaki
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18656153/
关键词：
計測下水管形状画像レーザ

项目摘要

下水管の管軸方向のロボット走行距離を計測するために地面に接するローラを取り付けエンコーダにより走行距離を読み取る装置を設置した.レーザスキャナから得られる断面形状データに計測された走行距離を組み合わせ,下水管の三次元形状を復元した.ロボットの光源として,赤色レーザ,緑色レーザおよびLED光源装置を用いた.これらの光源の点滅を,CCDカメラのビデオ信号と同期させ,それぞれの光源が投光されている時の画像を時系列的に切り出すことにより分離させることを行った.ロボットの管軸に対する傾きは,投光する2つのレーザリング軌跡のずれから検出すると共に,重力方向に対するロボットの傾きを傾斜角センサの信号をもとに検出することを試みた.2つのリングレーザ軌跡のずれから算出した管軸に対するロボット本体の傾きを計測データに考慮し,三次元的に再構築することを実現した.しかしながら,ロボット本体の地軸に対する傾きを検出するために設けた傾斜角センサは本体の各速度を検出するタイプであるため,振動などの外乱に弱く今後の課題となる.また,下水管1断面当たり約200点の計測データを数mm間隔で取り込むため,データ量が膨大になる.画像の取り込みと共に2値化およびレーザ中心線算出を行うことでデータサイズを縮小することを行った.計測精度を向上するには,カメラとレーザ投光部の間隔を広げる必要があるが,間隔を広げるとロボットが長くなるので径が小さい下水管を走行させる場合に不都合が生じる.最適な計測を行うために,カメラとレーザ投光部の間隔と計測誤差の関係を検証した.また,検査の実用化を考え,形状計測と共に下水管表面のテクスチャーを撮影し,復元された三次元形状にマッピングするアルゴリズムを追加することで,数値結果のみならず管の状態を視覚的にも把握できる仕様とした.

The direction of the pipe axis of the sewer pipe is measured. The distance between the pipe and the ground is measured. The cross section shape of the sewer pipe is measured and the travel distance is combined to form a three-dimensional shape. Light source: red, green and LED light source device. When the light source is turned off, the CCD signal is switched on and off, and the light source is switched on and off when the image is switched on. The axis of the tube is opposite to the tilt angle, the projection angle is equal to the tilt angle, the direction of gravity is equal to the tilt angle, the signal is equal to the tilt angle, the projection angle, the projection angle is equal to the tilt angle, the projection angle, the projection angle is equal to the tilt angle, the projection angle is equal to the tilt angle, the projection The problem of vibration is that the axis of the body is inclined, the inclination angle is set, and the speed of the body is detected. The measurement data of the sewer pipe section 1 is about 200 points at intervals of several mm, and the measurement data is expanded. The image is taken from the center line of the image. The measurement accuracy is high, and the distance between the projection parts is high, and the distance between the projection parts is low. The relationship between measurement error and optimal measurement error is verified. For the investigation of practical application, shape measurement and total sewer surface analysis, complex three-dimensional shape measurement, inspection of pipe status, inspection of pipe status, etc.