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公開番号2025152862
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024055023
出願日2024-03-28
発明の名称進路予測装置、進路予測方法および進路予測プログラム
出願人株式会社奥村組
代理人弁理士法人翔和国際特許事務所
主分類E21D 9/093 20060101AFI20251002BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】より精度高くシールド掘進機の進路を予測する進路予測装置、方法及びプログラムを提供する。
【解決手段】シールド掘進機の進路予測装置は、シールド掘進機の掘進開始後の学習区間において、シールド掘進機の進路を予測するために生成した基本モデルに基づいて、シールド掘進機が到達すると予測される基本モデル到達予測位置と、シールド掘進機の実際の到達位置との差分を、人工知能に機械学習させて学習済みの差分予測モデルを生成する差分予測モデル生成部、学習区間経過後の工事区間において、基本モデルを用いてシールド掘進機の先端位置および向きを予測する第1進路予測部、差分予測モデルを用いて予測されたシールド掘進機の先端位置及び向きの誤差を予測する誤差予測部及び誤差予測部により予測された誤差を第1進路予測部により予測されたシールド掘進機の進路に付加することでシールド掘進機の進路を予測する第2進路予測部を備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
シールド掘進機の掘進開始後の任意の区間に設定された学習区間において、前記シールド掘進機の進路を予測させるために生成された基本モデルに基づいて、前記シールド掘進機を掘進させた場合に前記シールド掘進機が到達すると予測される基本モデル到達予測位置と、前記シールド掘進機の実際の到達位置と、の差分を人工知能に機械学習させて学習済みの差分予測モデルを生成する差分予測モデル生成部と、
前記学習区間を経過した後の工事区間において、前記基本モデルを用いて前記シールド掘進機の先端位置および向きを予測する第１進路予測部と、
前記差分予測モデルを用いて、前記基本モデルにより予測された前記シールド掘進機の先端位置および向きと、実際の掘進位置との差分から、予測された前記シールド掘進機の先端位置および向きの誤差を予測する誤差予測部と、
前記誤差予測部により予測された誤差を、前記第１進路予測部により予測された前記シールド掘進機の先端位置および向きに付加することで、前記シールド掘進機の進路を予測する第２進路予測部と、
を備える進路予測装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記差分予測モデル生成部は、前記学習区間において、前記シールド掘進機を掘進させるために入力されるパラメータのそれぞれについての重み付け係数をさらに人工知能に機械学習させて、前記学習済み差分予測モデルを生成する請求項１に記載の進路予測装置。
【請求項３】
シールド掘進機の掘進開始後の任意の区間に設定された学習区間において、前記シールド掘進機の進路を予測させるために生成された基本モデルに基づいて、前記シールド掘進機を掘進させた場合に前記シールド掘進機が到達すると予測される基本モデル到達予測位置と、前記シールド掘進機の実際の到達位置と、の差分を人工知能に機械学習させて学習済み差分予測モデルを生成する差分予測モデル生成ステップと、
前記学習区間を経過した後の工事区間において、前記基本モデルを用いて前記シールド掘進機の先端位置および向きを予測する第１進路予測ステップと、
前記学習済み差分予測モデルを用いて、前記基本モデルにより予測された前記シールド掘進機の先端位置および向きと、実際の掘進位置との差分から、予測された前記シールド掘進機の先端位置および向きの誤差を予測する誤差予測ステップと、
前記誤差予測ステップにおいて予測された誤差を、前記第１進路予測ステップにおいて予測された前記シールド掘進機の先端位置および向きに付加することで、前記シールド掘進機の進路を予測する第２進路予測ステップと、
を含む進路予測方法。
【請求項４】
シールド掘進機の掘進開始後の任意の区間に設定された学習区間において、前記シールド掘進機の進路を予測させるために生成された基本モデルに基づいて、前記シールド掘進機を掘進させた場合に前記シールド掘進機が到達すると予測される基本モデル到達予測位置と、前記シールド掘進機の実際の到達位置と、の差分を人工知能に機械学習させて学習済み差分予測モデルを生成する差分予測モデル生成ステップと、
前記学習区間を経過した後の工事区間において、前記基本モデルを用いて前記シールド掘進機の先端位置および向きを予測する第１進路予測ステップと、
前記学習済み差分予測モデルを用いて、前記基本モデルにより予測された前記シールド掘進機の先端位置および向きと、実際の掘進位置との差分から、予測された前記シールド掘進機の先端位置および向きの誤差を予測する誤差予測ステップと、
前記誤差予測ステップにおいて予測された誤差を、前記第１進路予測ステップにおいて予測された前記シールド掘進機の先端位置および向きに付加することで、前記シールド掘進機の進路を予測する第２進路予測ステップと、
をコンピュータに実行させる進路予測プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、進路予測装置、進路予測方法および進路予測プログラムに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
上記技術分野において、非特許文献１には、曲線を含む計画線形に対するシールド機の運転方法と、形状の異なる複数のセグメントの割り付け方法について、事前シミュレーションを行って、これらの計画値を設定することが開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
ＡＩを活用したシールド掘進計画支援システムを開発／企業情報／清水建設、２０１８年５月２５日、〔２０２３年１２月１７日検索〕、インターネット（ＵＲＬ：ｈｔｔｐｓ：//ｗｗｗ.ｓｈｉｍｚ.ｃｏ.ｊｐ/ｃｏｍｐａｎｙ/ａｂｏｕｔ/ｎｅｗｓ－ｒｅｌｅａｓｅ／２０１８／２０１８００５／ｈｔｍｌ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記非特許文献１に記載の技術では、より精度高くシールド掘進機の進路を予測することができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明に係る進路予測装置は、
シールド掘進機の掘進開始後の任意の区間に設定された学習区間において、前記シールド掘進機の進路を予測させるために生成された基本モデルに基づいて、前記シールド掘進機を掘進させた場合に前記シールド掘進機が到達すると予測される基本モデル到達予測位置と、前記シールド掘進機の実際の到達位置と、の差分を人工知能に機械学習させて学習済みの差分予測モデルを生成する差分予測モデル生成部と、
前記学習区間を経過した後の工事区間において、前記基本モデルを用いて前記シールド掘進機の先端位置および向きを予測する第１進路予測部と、
前記差分予測モデルを用いて、前記基本モデルにより予測された前記シールド掘進機の先端位置および向きと、実際の掘進位置との差分から、予測された前記シールド掘進機の先端位置および向きの誤差を予測する誤差予測部と、
前記誤差予測部により予測された誤差を、前記第１進路予測部により予測された前記シールド掘進機の先端位置および向きに付加することで、前記シールド掘進機の進路を予測する第２進路予測部と、
を備える。
【０００６】
また、上記目的を達成するため、本発明に係る進路予測方法は、
シールド掘進機の掘進開始後の任意の区間に設定された学習区間において、前記シールド掘進機の進路を予測させるために生成された基本モデルに基づいて、前記シールド掘進機を掘進させた場合に前記シールド掘進機が到達すると予測される基本モデル到達予測位置と、前記シールド掘進機の実際の到達位置と、の差分を人工知能に機械学習させて学習済み差分予測モデルを生成する差分予測モデル生成ステップと、
前記学習区間を経過した後の工事区間において、前記基本モデルを用いて前記シールド掘進機の先端位置および向きを予測する第１進路予測ステップと、
前記学習済み差分予測モデルを用いて、前記基本モデルにより予測された前記シールド掘進機の先端位置および向きと、実際の掘進位置との差分から、予測された前記シールド掘進機の先端位置および向きの誤差を予測する誤差予測ステップと、
前記誤差予測ステップにおいて予測された誤差を、前記第１進路予測ステップにおいて予測された前記シールド掘進機の先端位置および向きに付加することで、前記シールド掘進機の進路を予測する第２進路予測ステップと、
を含む。
【０００７】
さらに、上記目的を達成するため、本発明に係る進路予測プログラムは、
シールド掘進機の掘進開始後の任意の区間に設定された学習区間において、前記シールド掘進機の進路を予測させるために生成された基本モデルに基づいて、前記シールド掘進機を掘進させた場合に前記シールド掘進機が到達すると予測される基本モデル到達予測位置と、前記シールド掘進機の実際の到達位置と、の差分を人工知能に機械学習させて学習済み差分予測モデルを生成する差分予測モデル生成ステップと、
前記学習区間を経過した後の工事区間において、前記基本モデルを用いて前記シールド掘進機の先端位置および向きを予測する第１進路予測ステップと、
前記学習済み差分予測モデルを用いて、前記基本モデルにより予測された前記シールド掘進機の先端位置および向きと、実際の掘進位置との差分から、予測された前記シールド掘進機の先端位置および向きの誤差を予測する誤差予測ステップと、
前記誤差予測ステップにおいて予測された誤差を、前記第１進路予測ステップにおいて予測された前記シールド掘進機の先端位置および向きに付加することで、前記シールド掘進機の進路を予測する第２進路予測ステップと、
をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、より精度高くシールド掘進機の進路を予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の好ましい実施形態に係る進路予測装置の動作の概要を説明するための図である。
本発明の好ましい実施形態に係る進路予測装置の構成を説明するためのブロック図である。
本発明の好ましい実施形態に係る進路予測装置のハードウェア構成を説明するための図である。
本発明の好ましい実施形態に係る進路予測装置の処理手順を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して、例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている、構成、数値、処理の流れ、機能要素などは一例に過ぎず、その変形や変更は自由であって、本発明の技術範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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