CASE STUDY 02
バックホウ姿勢情報表示システムの開発
見えない現場を“見える化”する技術
災害現場や危険区域、水中作業など、人が近づくことができない環境での作業では、建設機械を遠隔操作する必要があります。
しかし、遠隔操作には大きな課題があります。それは 機械の姿勢や状態が見えなくなること。
ヒロコンでは、熊谷組様と共同でバックホウの姿勢をリアルタイムで可視化する「バックホウ姿勢情報表示システム」を開発しました。
この技術により、遠隔操作でも安全で正確な作業を可能にしています。
プロジェクト概要
バックホウの姿勢をリアルタイムで可視化するシステム
ヒロコンは、バックホウに取り付けたセンサーと
姿勢表示アプリケーションを組み合わせた
バックホウ姿勢情報表示システム
を開発しました。
さらにこの技術は、水中作業向けバックホウ遠隔操作システム「アクアマリオネット」とも連携しています。
主な開発内容
- センサー情報取得システム
- データ収集アプリケーション
- 姿勢表示アプリケーション
- 通信システム設計
など、システム全体の設計・開発を担当しています。
開発の背景
遠隔操作による建設作業では、
オペレーターが現場の機械を直接見ることができません。
そのため次のようなリスクがあります。
- バックホウの姿勢が不安定になる
- 転倒の危険
- スタック（動けなくなる状態）
- 作業中の事故や二次災害
こうした課題を解決するため、
バックホウの姿勢をリアルタイムで可視化する技術が求められていました。
システムの仕組み
このシステムでは、バックホウに搭載した複数のセンサーから
リアルタイムにデータを取得します。
取得したデータは
- データ収集PC
- 姿勢表示アプリ
を通して処理され、
3D空間上でバックホウの姿勢を表示します。
さらに、地形データを事前に読み込むことで
実際の現場に近い状態で機械の動きを確認することが可能です。
ヒロコンの仕事
ヒロコンは、このシステムの中核となる
データ処理・アプリケーション開発を担当しています。
データ収集アプリ開発
- Linux上で動作するコンソールアプリ
- 電源投入後に自動起動するサービス設計
- CAN通信やRS-232Cを利用したセンサー接続
- 100ms周期でデータ送信
姿勢表示アプリ開発
- Unityを使用した3Dアプリケーション開発
- バックホウのリアルタイム姿勢表示
- 地形データの読み込み機能
通信システム設計
データ通信には
ROS2（Robot Operating System 2）
を使用しています。
ROS2を利用することで
- センサー追加が容易
- 複数機器との通信が可能
- システム拡張がしやすい
といった柔軟なシステムを実現しています。
技術ポイント
このプロジェクトでは、複数の先端技術を組み合わせています。
- ROS2によるロボット通信システム
- Unityによる3D可視化
- Linuxアプリケーション開発
- センサーデータ解析
- 建設機械制御技術
これらを統合することで
遠隔操作でも安全に作業できる環境を実現しました。
技術の発展
このシステムは、さまざまな建設機械に応用されています。
- 地形データとGPS連携
- 水中バックホウ対応（アクアマリオネット）
- ロータリーフォークなどアタッチメント変更対応
- センサー追加による機能拡張
建設機械の自動化・遠隔化に向けて
技術の進化を続けています。