全天球カメラと全周レーザを用いたリアルタイム大型構造物内部形状計測

使用球形相机和全方位激光实时测量大型结构的内部形状

基本信息

批准号：
22K18826
负责人：
山下淳
金额：
$ 4.08万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

トンネルや建築物など大型構造物の施工・維持管理において，その内部形状の3次元計測は必要不可欠である．トータルステーションやLiDARでは，高密度な計測を高速に行うことは原理的に困難であり，広範囲の測量を行うため測量機器の場所を移動させる度に煩雑な校正（測量機器の位置姿勢の移動量を計測するための操作）が必要となる．本研究では，360度の視野を有する全天球カメラと360度方向に同時にレーザ光を照射可能な全周レーザから構成される測量機器を新規に構築し，構築した測量機器を複数セット用い，測量機器を校正なしで移動させながら，大型構造物の内部形状を広範囲・高精度・高密度にリアルタイムで測量する新規な手法を構築することを目的とする．具体的には，(1) 広視野カメラと全周レーザから構成される測量機器のプロトタイプの構築，(2) 安定したレーザ光検出方法の構築，(3) 大型構造物の3次元形状計測原理の構築，(4) 1断面の形状計測手法の構築，(5) 複数断面の形状計測手法の構築，の順に研究を進め，大型構造物の内部形状計測手法を確立する．本年度は，(1)(2)(3)を行った．広い画角を有するカメラと周囲360度に同時にレーザ光を照射可能な全周レーザからなる測量装置を構築した．また，レーザ光照射の出力を瞬間的に切り替えて複数枚の画像を取得し，画像間の差分解析を行うことで，環境光や外光の影響を受けない安定したレーザ光検出手法を新規に構築した．更に，光切断法に基づいた3次元形状計測原理を構築した．

大型结构（例如隧道和建筑物）内部形状的三维测量对于建筑和维护至关重要。在总体电台和激光痛中，原则上很难在高速速度下进行高密度测量，并且由于在各个区域的测量需要复杂的校准（操作以测量调查设备在位置和方向上的运动量），每次移动调查设备时。这项研究旨在构建一个新的测量设备，该设备由带有360度视野的球体摄像头和一个全圈激光器组成，可以同时在360度方向上照射激光光。目的是使用多组构建的测量设备，目的是构建一种新方法，以实时进行大型大型结构的内部形状，同时无需校准即可进行测量设备。 Specifically, the research will be carried out in the following order: (1) Construction of a prototype surveying equipment consisting of a wide-field camera and a full-circumference laser, (2) Construction of a stable laser light detection method, (3) Construction of the principle of measuring three-dimensional shapes for large structures, (4) Construction of a shape measurement method for one-section, and (5) Construction of a shape measurement method for multiple部分，并为大型结构建立内部形状测量方法。今年进行（1），（2），（3）。我们已经构建了一个测量设备，该测量设备由具有广角的摄像头和一个全圈激光器组成，可以同时在360度周边照射激光。此外，通过立即切换激光照射的输出，获取多个图像，并在图像之间进行差分分析，从而创建了一种不受环境光或外部光线影响的新的稳定激光检测方法。此外，构建了基于光定位方法测量三维形状的原理。

项目成果

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专利数量（0）

Pose Adjustment Considering Linear Cross-Section Continuity of Line-Structured Light-Based 3D Tunnel Measurements

DOI：
10.1109/sii55687.2023.10039303
发表时间：
2023-01
期刊：
2023 IEEE/SICE International Symposium on System Integration (SII)
影响因子：
0
作者：
Takuya Igaue;Toko Hayamizu;Kenichi Yoshida;Satoshi Yamanaka;H. Asama;A. Yamashita
通讯作者：
Takuya Igaue;Toko Hayamizu;Kenichi Yoshida;Satoshi Yamanaka;H. Asama;A. Yamashita

Position and Direction Measurement of Rock Bolt Hole Using Cross Line Laser and Camera

利用十字线激光和相机测量岩石锚杆孔的位置和方向