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Development of ground strength estimation method collaborating force and visual information during excavation to improve the efficiency of unmanned construction

开发挖掘过程中力与视觉信息协同的地基强度估算方法，提高无人施工效率

基本信息

批准号：
22K04303
负责人：
里見知昭
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

無人化施工の効率向上には地盤情報の把握が不可欠である．そこで研究代表者は，どの現場でも必ず導入されている油圧ショベルのバケットの力覚情報に注目し，地盤強度を推定する研究を行ってきた．しかし，力覚情報のみでは推定精度を大幅に向上させる難しさを実感してきた．バケットを応用した地盤強度推定の精度を向上させるためには，掘削時に刻々と変化する掘削抵抗力（力覚情報）と土の破壊形状（視覚情報）の相互作用の解明が不可欠という考えに至った．今年度は当初の計画にもとづき，力覚センサおよびビデオカメラを設置したバケット掘削模型実験を行い，掘削抵抗力と土の破壊形状に及ぼす土の性状の影響について検討した．はじめに粒度が比較的揃っている砂質土を対象に，掘削時の土の破壊形状は土の性状に応じて変化し，土のせん断破壊線は含水比が高くなるにつれて不明瞭になり，同じ含水比の場合でも粒径の大きさによって異なることが認められた．コーン指数（建設機械のトラフィカビリティの評価指標）と平均掘削抵抗力の関係は正の相関関係を示すものの，その傾向は土の種類によって異なった．一方，土の破壊形状はコーン指数と調和的であることが示唆された．次に，粘土を含む一般的な土を対象に，土の破壊形状とコーン指数との関係における細粒分の影響を考察したところ，細粒分が多くなるとせん断破壊線が明瞭で多方向に現れた．砂質土地盤と同様に，コーン指数と平均掘削抵抗力の関係は正の相関関係を示すものの，その傾向は土の種類によって異なり，土の破壊形状はコーン指数と調和的であることが示された．

Unmanned construction efficiency upward, site information grasp can not be missed. The research representative said that the oil pressure in the field must be introduced into the field, and the force information in the field must be paid attention to. The accuracy of the estimation of force information is greatly improved. The accuracy of the estimation of the strength of the soil is improved. The analysis of the interaction between the excavation resistance (force information) and the shape of the soil (visual information) cannot be improved. This year's plan is based on the study of the effects of excavation resistance, soil fracture shape and soil properties on the setting of excavation models. For sandy soils with different grain sizes, the shape of the soil during excavation changes, and the soil breaks down. The water content ratio is high. For sandy soils with different grain sizes, the water content ratio is high. The relationship between the average digging resistance and the average digging resistance is positive and the correlation between the average digging resistance and the type of soil is different. A square, earth broken shape, index, harmonic. Secondly, clay contains ordinary soil, and the relationship between soil fracture shape and soil index is investigated. The influence of fine particle size is investigated. The fine particle size is more than one. The broken line is obvious in many directions. The relationship between the index and the average excavation resistance of sandy soil is positive, and the tendency is different from that of the soil type, and the shape of soil is harmonic.