鋼製支保工に吸着したドローンが切羽形状を絶対座標で取得。清水建設が山岳トンネル測定の完全無人化を実現

清水建設は大阪工業大学・株式会社演算工房・株式会社シュルード設計と共同で、山岳トンネル工事の切羽形状測定作業を無人化する鋼材吸着ドローン測定システム「Perch-RIM（Perch-Realtime Inspection & Monitoring）」を開発・実用化した。

切羽付近の鋼製支保工の天端にドローンを磁力で吸着させ、LiDARとトータルステーションを組み合わせることで絶対座標付きの高精度な切羽形状点群データをリアルタイムで取得する。

中央自動車道新小仏トンネル・米子自動車道三平山トンネル・北海道新幹線渡島トンネルの3現場での実証試験で有効性を確認している。

永電磁石でホバリングゼロの安定測定を実現。余掘り・あたりを絶対座標で定量評価

Perch-RIMは永電磁石・LiDAR搭載ドローン・トータルステーションの3要素で構成される。


測定フローは3段階だ。まず切羽から十分に離れた場所からドローンを飛ばして切羽付近の鋼製支保工の天端に磁力で吸着させ、次にトータルステーションからドローンの3次元座標を取得し、最後にLiDARセンシングで切羽面の点群データを取得して両座標から精緻な切羽形状の絶対座標を算出する。


鋼製支保工に吸着してホバリングをゼロにすることで振動の影響を排除した高精度な測定が可能になり、余掘り・あたりなどの掘削精度を絶対座標で定量的に評価できる。

肌落ち災害のリスクをゼロに。坑内巡回・環境モニタリングへの展開も視野

山岳トンネルの切羽付近は掘削面からの岩石剥落（肌落ち）による重篤災害が発生しやすく、測定作業の完全無人化が業界全体の課題となっていた。

Perch-RIMの導入により工事関係者が切羽付近へ立ち入ることなく測定作業が完結するため、肌落ち災害のリスクを根本的に排除する。

さらにドローン標準搭載のカメラを活用した遠隔坑内巡回・切羽監視・粉塵や有害ガスの環境モニタリングへの展開も可能で、切羽付近の作業の自動化・遠隔化をさらに推進していく方針だ。