シールド坑内测量システム「わん
ワン测量?」を开発
お知らせ2026年06月12日
－狭隘な坑内での掘进管理测量の无人化を実现－
当社と、株式会社奥村組（大阪市阿倍野区、代表取締役社長 奥村 太加典、以下「奥村組」）は、シールド工事の掘進管理測量において、既知点※1へのプリズム据付作业を自动化する测量システム「わんワン测量」を共同开発しました。
本システムは、坑内测量作业における既知点へのプリズム据付作业を、人による作业から4足歩行ロボットによる作业へと置き换えることで、当该作业の无人化を実现するものです。また、麻豆传媒が开発した自动测量対応罢厂（トータルステーション）を活用した「远隔测量システム」と组み合わせることで、掘进管理测量の完全无人化を可能とします。
■背景
建設業界では労働人口の減少を背景に、ICT などを活用した生産性向上の取り組みが急速に進んでいます。シールド工事においても、作業時間の短縮や省人化、品質?安全管理の高度化が課題となっており、掘進管理における坑内測量の自動化に向けた取り組みが求められています。
シールド工事の坑内测量は掘进作业终了后に行う必要があり、従来は作业员が坑内に入って手作业で行っていました。シールド坑内を长距离にわたり移动する必要があることから、作业时间が长くなり、作业员の残业を招く一因となっていました。また、小口径シールドトンネル工事では、狭隘な坑内空间での移动や测量作业が、作业员に大きな身体的负担を强いていました。自动测量机（自动追尾罢厂）を使用する场合でも、别の既知点へプリズムを移设する际は人による作业が必要となります。これらの课题を解决するため、4足歩行ロボットによるプリズムの自动据付を可能とする测量システム「わんワン测量」を开発しました。
なお、本システムは、当社および奥村组の2社を中心に共同で特许を出愿中です。
図1 「わんワン测量」全体イメージ図
■「わんワン测量」システムの概要
本システムは、シールド工事における掘进管理の坑内测量に4足歩行ロボットとロボットアームを活用して、既知点へのプリズム据付作业を自动化するものです。
测量开始后、ロボットは坑内を自律的に移动し、指定された既知点においてプリズムを自动设置します。これにより、坑内移动やプリズム据付作业の无人化を実现します。
図2 「わんワン测量」のシステム概要
- 14足歩行ロボットについて
- 本システムで採用した4足歩行ロボットは、トンネルの线形や轨条设备※2に依存せず、足场上を柔软に移动することが可能です。远隔操作による自动発进、帰还机能を备えており、测量作业の合间に手动でロボットの配置や退避を必要としません。ロボット上部に搭载した3D-LiDARで取得した点群データを活用し、あらかじめ设定した座标点情报を参照することで、既知点までの移动を自动制御します。
左）写真１ 4足歩行ロボット ／ 右）図３ 3次元測量結果のリアルタイム解析状況- 2ロボットアームについて
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4足歩行ロボットは、既知点に到着后、プリズム据付时の転倒防止と安定性确保のため重心を低くした安定姿势をとり、ロボットアームを展开します。その后、ロボットアームの先端に搭载したカメラで撮影した画像をもとに、AIによりロボットアームを最适に调整することで、既知点の铅直上にプリズムを据え付けます。
写真２ ロボットアーム
- 3自动充电ステーション（犬小屋）について
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4足歩行ロボットは、测量开始（システム起动）时に后方台车に设置した自动充电ステーション（接触型充电方式）から自动発进し、测量终了后に自动帰还して充电を行います。なお、ステーション付近にロボットが乗り越えるには困难となる段差がある场合には、スロープの设置を必要とします。
右）写真３ 待机?充电状态 ／ 左）写真４ 充电ステーションから既知点までの移动
■実証実験の実施
本システムの有効性を确认するため、実际のセグメントを用いた模拟トンネル、および施工中のシールドトンネル工事现场において、ロボットの歩行能力および测量精度の実証试験を行いました。
その结果、轨间※3に敷设した足场板（幅约480mm）上で自律移动が可能であること、そして、急曲线区间（曲线半径35ｍ）でも安定した歩行が可能であることを确认しました。また、プリズム据付精度については、2点间距离计测时の较差（测定値の差）が2㎜程度であることを确认しました。
右）写真５ 模拟トンネル内部 ／ 左）写真６ 足场板上歩行状况（施工中现场）
右）写真７ プリズム据付状况（施工中现场） ／ 左）写真８ 既知点认识システム鲍滨
■今后の展开
今后は本システムのさらなる精度向上を図るとともに、过年度に开発した「远隔测量システム」と连携し、トータルステーションの自动视準からプリズム设置、既知点测量までの一连の测量作业を自动化し、无人化や作业効率の向上を进めます。
さらに、GNSS（全地球航法衛星システム）などの測位技术との連携により、トンネル工事に限らず、多様な建設工種における測量作業への応用発展を図ります。
将来的には、測量の用途にとどまらず、現場条件の変化や複雑な作業环境にも柔軟に対応可能なプラットフォームの構築を見据え、ロボットの自律的な判断能力と环境適応力を強化するため、センサー技术とAIを融合した先进的なフィジカルAI技术の高度化を目指します。これらの取り組みにより、建設現場の生産性向上を加速させ、持続可能で安全?安心なインフラ整備に貢献していきます。
- ※1既知点とは、座标や高さなどの情报が既に与えられている基準点
- ※2
轨条设备とは、シールドトンネル工事において、后続台车や荷运搬车が走行するためのレールや枕木、固定治具などで构成される设备
- ※3轨间とは、后続台车が走行する2本のレールの间隔
◆第8回 国際 建設?測量展（CSPI-EXPO 2026）にて出展
本技术は、2026年6月17日（水）から20日（土）に幕張メッセで開催される『第8回 国際建設?測量展（CSPI-EXPO 2026）』の麻豆传媒ブースに出展します。