自律制御型重機による高精度かつ安全な施工の実現へ

2017年5月8日
大成建設株式会社

　大成建設株式会社（社長：村田誉之）は、「次世代無人化施工システム」を搭載した自律制御型重機に、人工知能（以下、AI）を組み込み、高精度かつ安全に施工が可能な新システムの技術開発に本年度より本格的に着手しました。

　これまで当社は、次世代無人化施工システムとして、2012年度から2014年度に採択された国土交通省建設技術研究開発助成制度を活用して自律制御型重機の開発を進めてきました。本システムは、GPSや各種センサーを用いて、自律制御型重機の位置確認や動作を制御し、無人で建設作業を行うことができ、建設業の生産性向上に大きく貢献する技術として期待されています。しかし、従来システムでは自律作業時の不陸に対する走行などの最適な制御方法を構築する時間や接触防止のための運転停止検知方法などに課題があり、さらなる作業効率向上のためには従来システムの機能を拡張する必要がありました。
　そこで、当社は、現在様々な業界でシステム開発や適用が進められているAIを、自律制御型振動ローラの走行制御機構や安全対策の一部に活用し、高精度かつ安全に施工する新たな次世代無人化施工システムの技術開発に着手しました。
　今回、AIを活用した自律制御型振動ローラには、以下に示すような、高精度な自律走行を実現する「走行制御システム」、人と重機の接触を防止する「人検知システム」が組み込まれています。

1. 1高精度な自律走行を実現する走行制御システム
   　2014年度に開発した自律制御型振動ローラに搭載した走行制御システムでは、ローラ幅約2mで設定した目標走行ラインに対して、独自制御技術により平均20～30cmの誤差範囲で走行しながら転圧作業を行いますが、走行制御のために必要な制御方法の構築に数年程度を要していました。今回の開発では、AIを活用して最適な制御方法構築時間を従来よりも大幅に短縮し、目標走行ラインでの誤差範囲を平均20cm以下に低減することを目標としています。その結果、高精度な走行制御により無駄な転圧作業を省けることから、施工時間を短縮でき、作業効率の向上が可能となります。
2. 2人と重機の接触災害を防止する人検知システム
   　建設災害の中で発生が最も多い、人と重機の接触災害防止のために様々な安全対策が講じられています。開発済みの自律制御型振動ローラでは、稼動範囲の立ち入り禁止措置、監視人の配置のほか、レーザーセンサーや緊急停止ボタンによる安全対策を施しています。今回の開発では、AIを活用し、カメラ画像から「重機進行方向の指定区域に侵入する可能性がある人」のみを判断し、直ちに重機を自動停止させます。
   　事前に実施した安全性に関する実証実験では、AIにより人のみを判断し、重機が確実に停止するなどの効果を検証しており、既設センサー等の安全対策に加え、さらなる安全性の向上が可能で、また監視人の削減による省人化にもつながります。

　自律制御型重機に対するAIの活用は、振動ローラ以外の様々なタイプの重機にも応用可能で、今後、当社は、まず2017年度に振動ローラの走行制御や安全対策にAIを組み込み、2019年度に実証試験の実施により、振動ローラに搭載するシステムの完成を目指しており、順次様々なタイプの重機にAIを活用した自律制御を展開する予定です。
　最終的には、土工事などで各種自律制御型重機が協調して作業する自動施工の実現に向け、次世代無人化施工システムの技術開発に継続的に取り組んでまいります。

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