開發隧道測量系統「WanWanSurvey™」

奧村組與西松建設聯手開發了「WanWanSurvey™」測量系統,該系統能自動化盾構工程掘進管理測量中的 પ્રিজમ 安裝作業。透過運用四足機器人與機器人手臂,旨在減輕作業人員負擔並實現掘進管理測量的完全無人化。

📋 文章處理履歷

  • 📰 發表: 2026年6月12日 18:00
  • 🔍 收集: 2026年6月12日 09:21
  • 🤖 AI分析完成: 2026年6月12日 16:52(收集後7小時31分鐘)
奧村股份有限公司(大阪市阿倍野區,代表取締役社長 奧村 太加典,以下簡稱「奧村組」)與西松建設股份有限公司(東京都港區,代表取締役社長 細川 雅一,以下簡稱「西松建設」)共同開發了名為「WanWanSurvey」的測量系統,該系統能夠自動化盾構工程掘進管理測量中於已知點安裝 પ્રিজમ 的作業。

本系統透過將已知點的 પ્રিজમ 安裝作業從人力作業轉換為四足機器人作業,實現了隧道測量作業中該作業的無人化。此外,透過與西松建設開發的支援自動測量的 TS(全站儀)相結合的「遠端測量系統」搭配使用,能夠實現掘進管理測量的完全無人化。

※1:已知點是指座標、高度等資訊已預先給定的基準點。

■ 背景

在營建產業中,以 ICT 等技術為基礎提高生產力的措施,正因應勞動人口減少的背景而迅速推進。在盾構工程中,縮短工時、節省人力、提升品質與安全管理等課題也備受關注,因此,對於掘進管理中隧道測量自動化的努力需求日益增加。

盾構工程的隧道測量必須在掘進作業結束後進行,傳統上由作業員進入隧道手動執行。由於需要在盾構隧道內長距離移動,導致工時拉長,成為作業員加班的原因之一。此外,在小口徑盾構隧道工程中,狹窄隧道空間內的移動和測量作業對作業員造成了巨大的體力負擔。即使使用自動測量儀器(自動追蹤 TS),將 પ્રিজમ 移動到其他已知點時仍需要人力作業。為了解決這些課題,開發了能夠透過四足機器人自動安裝 પ્રিজમ 的測量系統「WanWanSurvey」。

此外,奧村組與西松建設兩家公司正以兩家公司為中心,共同申請專利。

圖1:「WanWanSurvey」整體示意圖

■ 「WanWanSurvey」系統概要

本系統利用四足機器人與機器人手臂,在盾構工程的掘進管理隧道測量中,實現已知點 પ્રিজમ 安裝作業的自動化。

測量開始後,機器人將在隧道內自主移動,並在指定的已知點自動安裝 પ્રিজમ。藉此實現隧道內移動和 પ્રিজમ 安裝作業的無人化。

圖2:「WanWanSurvey」系統概要

1. 關於四足機器人

本系統採用的四足機器人,不受隧道線形或軌道設備※2 的影響,能夠在腳手架上靈活移動。具備遠端操作的自動啟動和返回功能,無需在測量作業間隙手動配置或撤離機器人。透過利用機器人上部搭載的 3D-LiDAR 感測器獲取的點雲數據,並參考預設的座標點資訊,自動控制前往已知點的移動。

※2:軌道設備是指盾構隧道工程中,用於後續台車和貨物搬運車行駛的軌道、枕木、固定裝置等構成的設備。

照片1:四足機器人。圖3:3D 測量結果的即時分析狀況。

2. 關於機器人手臂

四足機器人抵達已知點後,會採取重心較低且穩定的姿勢以防止傾倒並確保穩定性,然後展開機器人手臂。接著,根據機器人手臂尖端搭載的攝影機拍攝的影像,利用 AI 最適化調整機器人手臂,將 પ્રিজમ 精確地安裝在已知點的鉛垂線上。

照片2:機器人手臂。

3. 自動充電站(狗屋)

四足機器人在測量開始(系統啟動)時,會從設置在後方台車上的自動充電站(接觸式充電方式)自動啟動,並在測量結束後自動返回進行充電。若充電站附近存在機器人難以跨越的階差,則需要設置斜坡。

照片3:待機與充電狀態。照片4:從充電站移動至已知點。

■ 實證試驗實施

為確認本系統的有效性,我們在奧村組技術研究所內設置的實際管片模擬隧道,以及奧村組正在施工中的盾構隧道工程現場,進行了機器人行走能力和測量精度的實證試驗。

結果證實,機器人能夠在鋪設於軌道間隙※3 的腳手板(寬約 480mm)上自主移動,並且即使在急曲線區間(曲線半徑 35m)也能穩定行走。此外,關於 પ્રিজમ 安裝精度,確認了兩點間距離測量時的較差(測量值之差)約為 2mm。

※3:軌道間隙是指後續台車行駛的兩條軌道之間的距離。

照片5:模擬隧道內部。

照片6:在腳手板上行走狀況(施工中現場)。

照片7: પ્રিজમ 安裝狀況(施工中現場)。

照片8:已知點識別系統 UI。

■ 未來發展

今後,我們將進一步提高精度,並透過反覆的現場實證試驗,推進實用化開發。此外,透過與「遠端測量系統」連携,將實現從 પ્રিজમ 安裝到已知點測量、全站儀自動對準的一系列作業自動化,推動測量作業的節省人力與效率化。

◆ 第8屆 國際建設・測量展(CSPI-EXPO 2026)參展

我們將在 2026 年 6 月 17 日(星期三)至 20 日(星期六)於幕張展覽館舉辦的「第8屆 國際建設・測量展(CSPI-EXPO 2026)」中,於西松建設的展位內共同展示本技術。

【關於本案的諮詢窗口】

奧村股份有限公司

技術本部 技術研究所 企劃管理組

TEL:029-865-1521

FAX:029-865-1522

E-mail:giken@okumuragumi.jp

【開發負責人】

奧村股份有限公司

技術本部 技術研究所 土木研究組

松本 隆太郎

常見問題

「WanWanSurvey™」解決了哪些問題?

它解決了建築行業勞動力短缺、減輕測量人員負擔、危險地下作業無人化、縮短工時等問題。

該系統如何提高安全性?

透過讓機器人在危險的隧道中作業,確保了人員安全並降低了事故風險。

它可以在哪些地方使用?

專門用於盾構隧道工程的坑道測量,即使在狹窄空間和急曲線區間也能自主移動。

導入後有哪些好處?

預期效益包括測量工作的節省人力和效率提升、成本降低、品質改善以及減輕員工負擔。

未來的技術發展方向為何?

透過進一步提高精度和加強與遠端測量系統的整合,目標是實現整個測量工作的完全無人化。