JP7552494B2 - Construction support system and construction support method - Google Patents
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Description
本発明は、作業機械によって地中を掘削中に、地中の埋設物を誤って損傷することを防止するための技術に関する。 The present invention relates to a technique for preventing accidental damage to buried objects in the ground while excavating the ground with a work machine.
ガス管、水道管、電力ケーブル、通信ケーブルなどの地中の埋設物に標識体を設置することを必要とせずに、掘削作業車によって地中を掘削中に、当該埋設物を誤って損傷することを防止する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。具体的には、地上座標系における地中の埋設物の位置データと、車体座標系における作業車の特定部位の計測座標データが地上座標系の座標データに変換された結果と、に基づき、埋設物と特定部位との離間距離が求められる。そして、当該離間距離が設定距離以下になった場合に、特定部位の接触による埋設物の損傷を回避させるための特定動作が実行される。 A technology has been proposed that prevents buried objects such as gas pipes, water pipes, power cables, and communication cables from being accidentally damaged while an excavation vehicle is excavating the ground, without the need to place markers on the buried objects (see, for example, Patent Document 1). Specifically, the distance between the buried object and a specific part is calculated based on the position data of the buried object in the ground coordinate system and the result of converting the measured coordinate data of a specific part of the work vehicle in the vehicle body coordinate system into coordinate data in the ground coordinate system. Then, when the distance falls below a set distance, a specific operation is executed to avoid damage to the buried object due to contact with the specific part.
同じく、掘削作業機によって地中を掘削中に、地中の埋設物を誤って損傷することを防止する技術が提案されている(例えば、特許文献2参照)。具体的には、作業機の3次元位置情報に応じて埋設物情報が検索され、作業機から所定の範囲内に埋設物が存在する場合、作業機の3次元位置情報が計算される。そして、この3次元位置情報と埋設物情報とをもとに作業機から所定範囲内に埋設物が存在すると判定された場合、作業機の稼動が停止される。 Similarly, a technique has been proposed to prevent buried objects in the ground from being accidentally damaged while an excavation machine is excavating the ground (see, for example, Patent Document 2). Specifically, buried object information is searched for according to the three-dimensional position information of the machine, and if a buried object is present within a predetermined range from the machine, the three-dimensional position information of the machine is calculated. Then, if it is determined that a buried object is present within a predetermined range from the machine based on this three-dimensional position information and the buried object information, operation of the machine is stopped.
しかし、地中に埋設物が存在する領域のみならず埋設物が存在しない周辺領域も作業機械による施工対象であるにもかかわらず、埋設物が存在しない領域に関する施工情報が不足または欠如している状況では、当該作業機械による施工効率が低下する可能性がある。 However, although the work machine is to carry out work not only in areas where buried objects exist underground but also in surrounding areas where no buried objects exist, if there is insufficient or no work information about areas where no buried objects exist, the work efficiency of the work machine may decrease.
そこで、本発明は、地中に埋設物が存在する領域およびその周辺領域を対象とした作業機械による施工を支援することができるシステム等を提供することを目的とする。 The present invention therefore aims to provide a system that can assist in construction work by a work machine in areas where underground objects are present and in the surrounding areas.
本発明の施工支援システムは、
作業機械による施工対象領域における地中の埋設物の空間占有態様を認識する埋設物認識要素と、
前記埋設物認識要素により認識された前記埋設物の空間占有態様に基づき、前記埋設物の上方から覆うように地中に延在している第1基準閉曲面を認識する第1基準面認識要素と、
前記施工対象領域の地表から下方に離間し、かつ、前記第1基準閉曲面から水平方向に離間して地中に延在している第2基準閉曲面を認識する第2基準面認識要素と、
前記第1基準閉曲面および前記第2基準閉曲面が複合された結果としての、前記作業機械による前記施工対象領域の施工を支援するための施工支援情報を生成する施工支援情報生成要素と、
を備えている。
The construction support system of the present invention comprises:
a buried object recognition element for recognizing a spatial occupation pattern of buried objects in an area to be worked on by a work machine;
a first reference surface recognition element that recognizes a first reference closed surface extending into the ground so as to cover the buried object from above, based on the spatial occupation mode of the buried object recognized by the buried object recognition element;
A second reference surface recognition element that recognizes a second reference closed surface that is spaced downward from the ground surface of the construction target area and extends underground at a horizontal distance from the first reference closed surface;
a construction support information generation element that generates construction support information for supporting construction of the construction target area by the work machine as a result of combining the first reference closed surface and the second reference closed surface;
It is equipped with:
当該構成の施工支援システムによれば、施工対象領域における作業機械と埋設物との干渉を回避する必要がある第1施工対象領域(第1基準閉曲面(例:地中埋設物の上方に離間する閉平面)に対応する領域)と、作業機械による埋設物との干渉可能性がないものの地表を基準とした施工が必要である第2施工対象領域(第2基準閉曲面(例:地中埋設物の下面と同一平面上にある、当該埋設物の脇にある閉平面)に対応する領域)との相対配置態様または混在態様が総合勘案された形で施工支援情報が生成される。このため、当該施工支援情報が当該作業機械による施工に利用されることにより、施工対象領域における第1施工対象領域および第2施工対象領域の相対配置態様または混在態様に鑑みて作業機械による適当な施工が可能になる。「閉曲面」とは、閉曲線により囲まれた平面および曲面を包含する概念である。 According to the construction support system of this configuration, the construction support information is generated in a form that comprehensively takes into consideration the relative arrangement or mixture of the first construction target area (area corresponding to the first reference closed surface (e.g., a closed plane spaced above an underground buried object)) in which it is necessary to avoid interference between the work machine and the buried object in the construction target area, and the second construction target area (area corresponding to the second reference closed surface (e.g., a closed plane on the same plane as the bottom surface of the underground buried object and beside the buried object)) in which there is no possibility of interference with the buried object by the work machine but construction based on the ground surface is required. Therefore, by using the construction support information for construction by the work machine, appropriate construction by the work machine can be performed in consideration of the relative arrangement or mixture of the first construction target area and the second construction target area in the construction target area. The term "closed surface" is a concept that includes flat surfaces and curved surfaces enclosed by closed curves.
本発明の構成要素が情報(またはデータ)を「認識する」とは、当該情報を受信、読み取りまたは検索等により取得すること、基礎となるデータまたは信号に対して演算処理を実行することにより当該情報を決定、測定、同定、推定、予測等することなど、当該情報を後続の演算処理の実行に際して利用可能な形態で準備するあらゆる処理を包含する概念である。 The components of the present invention "recognize" information (or data), which encompasses any process that prepares the information in a form that can be used to perform subsequent computations, such as obtaining the information by receiving, reading, searching, etc., or determining, measuring, identifying, estimating, predicting, etc. the information by performing computations on the underlying data or signals.
前記構成の施工支援システムにおいて、
前記施工支援情報生成要素が、前記第1基準面認識要素により認識された、隣り合う前記第1基準閉曲面が複合された結果としての、連続性を有する単一の第1基準閉曲面を認識することにより前記施工支援情報を生成する
ことが好ましい。
In the construction support system having the above configuration,
It is preferable that the construction support information generation element generates the construction support information by recognizing a single first reference closed surface having continuity as a result of combining adjacent first reference closed surfaces recognized by the first reference surface recognition element.
当該構成の施工支援システムによれば、隣り合う第1基準閉曲面が複合される際に、当該第1基準閉曲面の間隙に存在する地中空間が補間されることにより、当該間隙における施工基準が定義または明確化された形で施工支援情報が生成される。このため、当該施工支援情報が作業機械による施工に利用されることにより、第1施工対象領域および第2施工対象領域の相対配置態様または混在態様に鑑みて作業機械による適当なまたは効率的な施工が可能になる。 According to the construction support system having the above-described configuration, when adjacent first reference closed surfaces are combined, the underground space existing in the gap between the first reference closed surfaces is interpolated, and construction support information is generated in a form in which the construction reference in the gap is defined or clarified. Therefore, by using the construction support information in construction by a work machine, appropriate or efficient construction by the work machine can be performed in consideration of the relative arrangement or mixture of the first construction target area and the second construction target area.
前記構成の施工支援システムにおいて、
前記施工支援情報生成要素が、前記第1基準閉曲面の隣り合う方向と、前記作業機械または当該作業機械を構成する作業機構の前記施工対象領域における動作方向と、のなす角度に応じて、曲率の変化態様が異なる前記単一の第1基準閉曲面を認識することにより前記施工支援情報を生成する
ことが好ましい。
In the construction support system having the above configuration,
It is preferable that the construction support information generation element generates the construction support information by recognizing the single first reference closed surface whose curvature changes in different ways depending on the angle between the adjacent directions of the first reference closed surface and the operation direction of the work machine or a work mechanism constituting the work machine in the construction target area.
当該構成の施工支援システムによれば、隣り合う第1基準閉曲面に対応する隣り合う第1施工対象領域の相対配置態様に加えて、作業機械または作業機構の動作特性が勘案された形で施工支援情報が生成される。このため、当該施工支援情報が利用されることにより、第1施工対象領域および第2 施工対象領域の相対配置態様または混在態様に加えて、作業機械または作業機構の動作特性に鑑みて、当該作業機械による適当なまたは効率的な施工が可能になる。 According to the construction support system having this configuration, construction support information is generated in a form that takes into consideration the relative arrangement of adjacent first construction target areas corresponding to adjacent first reference closed surfaces as well as the operating characteristics of the work machine or work mechanism. Therefore, by utilizing this construction support information, appropriate or efficient construction by the work machine is possible in consideration of the operating characteristics of the work machine or work mechanism as well as the relative arrangement or mixed arrangement of the first construction target area and the second construction target area.
前記構成の施工支援システムにおいて、
前記施工支援情報生成要素が、隣り合う前記第1基準閉曲面および前記第2基準閉曲面が複合された結果としての、連続性を有する単一の複合基準閉曲面を認識することにより前記施工支援情報を生成する
ことが好ましい。
In the construction support system having the above configuration,
It is preferable that the construction support information generation element generates the construction support information by recognizing a single composite reference closed surface having continuity as a result of combining adjacent first reference closed surfaces and second reference closed surfaces.
当該構成の施工支援システムによれば、隣り合う第1基準閉曲面および第2基準閉曲面が複合される際に、当該第1基準閉曲面および当該第2基準閉曲面の間隙に存在する地中空間が補間されることにより、当該間隙における施工基準が定義または明確化された形で施工支援情報が生成される。このため、当該施工支援情報が作業機械による施工に利用されることにより、第1施工対象領域および第2施工対象領域の相対配置態様または混在態様に鑑みて作業機械による適当なまたは効率的な施工が可能になる。 According to the construction support system having the above-described configuration, when adjacent first and second reference closed surfaces are combined, the underground space existing in the gap between the first and second reference closed surfaces is interpolated, thereby generating construction support information in a form in which the construction reference in the gap is defined or clarified. Therefore, by using the construction support information for construction by a work machine, appropriate or efficient construction by the work machine can be performed in consideration of the relative arrangement or mixture of the first and second construction target areas.
前記構成の施工支援システムにおいて、
前記施工支援情報生成要素が、前記第1基準閉曲面および前記第2基準閉曲面の隣り合う方向と、前記作業機械または当該作業機械を構成する作業機構の前記施工対象領域における動作方向と、のなす角度に応じて、曲率の変化態様が異なる前記複合基準閉曲面を認識することにより前記施工支援情報を生成する
ことが好ましい。
In the construction support system having the above configuration,
It is preferable that the construction support information generation element generates the construction support information by recognizing the composite reference closed surface whose curvature changes differently depending on the angle between the adjacent directions of the first reference closed surface and the second reference closed surface and the operation direction of the work machine or a work mechanism constituting the work machine in the construction target area.
当該構成の施工支援システムによれば、隣り合う第1基準閉曲面および第2基準閉曲面のそれぞれに対応する隣り合う第1施工対象領域および第2施工対象領域の相対配置態様に加えて、作業機械または作業機構の動作特性が勘案された形で施工支援情報が生成される。このため、当該施工支援情報が利用されることにより、第1施工対象領域および第2施工対象領域の相対配置態様または混在態様に加えて、作業機械または作業機構の動作特性に鑑みて、当該作業機械による適当なまたは効率的な施工が可能になる。 According to the construction support system having this configuration, construction support information is generated in a form that takes into consideration the relative arrangement of the adjacent first and second construction target areas corresponding to the adjacent first and second reference closed surfaces, respectively, as well as the operating characteristics of the work machine or work mechanism. Therefore, by utilizing this construction support information, appropriate or efficient construction by the work machine is possible in consideration of the operating characteristics of the work machine or work mechanism, in addition to the relative arrangement or mixed arrangement of the first and second construction target areas.
前記構成の施工支援システムにおいて、
前記施工支援情報生成要素が、前記施工支援情報を制御装置に送信することにより、前記制御装置に前記作業機械の動作を制御させる
ことが好ましい。
In the construction support system having the above configuration,
It is preferable that the construction support information generating element transmits the construction support information to a control device, thereby causing the control device to control the operation of the work machine.
当該構成の施工支援システムによれば、施工支援情報が制御装置による作業機械の動作の制御に利用されることにより、(当該制御に要する演算処理負荷の軽減を図りながら、)第1施工対象領域および第2施工対象領域の相対配置態様または混在態様に鑑みて作業機械による適当なまたは効率的な施工が可能になる。 According to the construction support system of this configuration, the construction support information is used to control the operation of the work machine by the control device, thereby enabling appropriate or efficient construction by the work machine in consideration of the relative arrangement or mixture of the first construction target area and the second construction target area (while reducing the computational processing load required for said control).
前記構成の施工支援システムにおいて、
前記施工支援情報生成要素が、前記施工支援情報またはこれに応じた施工支援画像を操作装置(実機操作装置・遠隔操作装置)に送信することにより、前記操作装置を構成する出力インターフェースに前記施工支援画像を出力させる
ことが好ましい。
In the construction support system having the above configuration,
It is preferable that the construction support information generation element transmits the construction support information or a construction support image corresponding to the construction support information to an operation device (actual machine operation device/remote operation device), thereby outputting the construction support image to an output interface constituting the operation device.
当該構成の施工支援システムによれば、施工支援情報に応じた施工支援画像が操作装置を構成する出力インターフェースに出力されることにより、オペレータによる当該操作装置を通じた作業機械の操作が支援される。これにより、(当該施工支援画像の出力制御に要する演算処理負荷の軽減を図りながら、)第1施工対象領域および第2施工対象領域の相対配置態様または混在態様に鑑みて作業機械による適当なまたは効率的な施工が可能になる。 According to the construction support system of this configuration, a construction support image corresponding to the construction support information is output to an output interface constituting an operation device, thereby supporting the operation of the work machine by the operator through the operation device. This enables appropriate or efficient construction by the work machine in consideration of the relative arrangement or mixture of the first construction target area and the second construction target area (while reducing the computational processing load required for output control of the construction support image).
(施工支援システムの構成)
図1に示されている施工支援システムは、遠隔操作装置20および作業機械40のそれぞれと相互にネットワーク通信可能に構成されている施工支援サーバ10により構成されている。施工支援システムが、施工支援サーバ10と、遠隔操作装置20および/または作業機械40と、により構成されていてもよい。施工支援サーバ10および遠隔操作装置20の相互通信ネットワークと、施工支援サーバ10および作業機械40の相互通信ネットワークと、は同一であってもよく相違していてもよい。
(Configuration of construction support system)
The construction support system shown in Fig. 1 is composed of a
(施工支援サーバの構成)
施工支援サーバ10は、データベース102と、埋設物認識要素120と、第1基準面認識要素121と、第2基準面認識要素122と、施工支援情報生成要素124と、を備えている。データベース102は、撮像画像データのほか、施工対象領域のそれぞれの地中の埋設物の空間占有態様等を記憶保持する。データベース102は、施工支援サーバ10とは別個のデータベースサーバにより構成されていてもよい。施工支援サーバ10の各構成要素は、演算処理装置(シングルコアプロセッサまたはマルチコアプロセッサもしくはこれを構成するプロセッサコア)により構成され、メモリなどの記憶装置から必要なデータおよびソフトウェアを読み取り、当該データを対象として当該ソフトウェアにしたがった後述の演算処理を実行する。
(Configuration of the construction support server)
The
(遠隔操作装置の構成)
遠隔操作装置20は、遠隔制御装置200と、遠隔入力インターフェース210と、遠隔出力インターフェース220と、を備えている。遠隔制御装置200は、演算処理装置(シングルコアプロセッサまたはマルチコアプロセッサもしくはこれを構成するプロセッサコア)により構成され、メモリなどの記憶装置から必要なデータおよびソフトウェアを読み取り、当該データを対象として当該ソフトウェアにしたがった演算処理を実行する。
(Configuration of remote control device)
The
遠隔入力インターフェース210は、遠隔操作機構211を備えている。遠隔出力インターフェース220は、遠隔画像出力装置221と、遠隔音響出力装置222と、遠隔無線通信機器224と、を備えている。
The
遠隔操作機構211には、走行用操作装置と、旋回用操作装置と、ブーム用操作装置と、アーム用操作装置と、バケット用操作装置と、が含まれている。各操作装置は、回動操作を受ける操作レバーを有している。走行用操作装置の操作レバー(走行レバー)は、作業機械40の下部走行体410を動かすために操作される。走行レバーは、走行ペダルを兼ねていてもよい。例えば、走行レバーの基部または下端部に固定されている走行ペダルが設けられていてもよい。旋回用操作装置の操作レバー(旋回レバー)は、作業機械40の旋回機構430を構成する油圧式の旋回モータを動かすために操作される。ブーム用操作装置の操作レバー(ブームレバー)は、作業機械40のブームシリンダ442を動かすために操作される。アーム用操作装置の操作レバー(アームレバー)は作業機械40のアームシリンダ444を動かすために操作される。バケット用操作装置の操作レバー(バケットレバー)は作業機械40のバケットシリンダ446を動かすために操作される。
The
遠隔操作機構211を構成する各操作レバーは、例えば、図2に示されているように、オペレータが着座するためのシートStの周囲に配置されている。シートStは、アームレスト付きのハイバックチェアのような形態であるが、ヘッドレストがないローバックチェアのような形態、または、背もたれがないチェアのような形態など、オペレータが着座できる任意の形態の着座部であってもよい。
The operating levers constituting the
シートStの前方に左右のクローラに応じた左右走行レバー2110が左右横並びに配置されている。一つの操作レバーが複数の操作レバーを兼ねていてもよい。例えば、図2に示されているシートStの左側フレームの前方に設けられている左側操作レバー2111が、前後方向に操作された場合にアームレバーとして機能し、かつ、左右方向に操作された場合に旋回レバーとして機能してもよい。同様に、図2に示されているシートStの右側フレームの前方に設けられている右側操作レバー2112が、前後方向に操作された場合にブームレバーとして機能し、かつ、左右方向に操作された場合にバケットレバーとして機能してもよい。レバーパターンは、オペレータの操作指示によって任意に変更されてもよい。
Left and
遠隔画像出力装置221は、例えば図2に示されているように、シートStの前方、左斜め前方および右斜め前方のそれぞれに配置された略矩形状の画面を有する中央遠隔画像出力装置2210、左側遠隔画像出力装置2211および右側遠隔画像出力装置2212により構成されている。中央遠隔画像出力装置2210、左側遠隔画像出力装置2211および右側遠隔画像出力装置2212のそれぞれの画面(画像表示領域)の形状およびサイズは同じであってもよく相違していてもよい。遠隔画像出力装置221は、単一の湾曲したまたは湾曲可能な画像出力装置、シートStの前方を囲むように配置される2つまたは4つ以上の画像出力装置により構成されていてもよい。
2, the remote
図2に示されているように、中央遠隔画像出力装置2210の画面および左側遠隔画像出力装置2211の画面が傾斜角度θ1(例えば、120°≦θ1≦150°)をなすように、左側遠隔画像出力装置2211の右縁が、中央遠隔画像出力装置2210の左縁に隣接している。図2に示されているように、中央遠隔画像出力装置2210の画面および右側遠隔画像出力装置2212の画面が傾斜角度θ2(例えば、120°≦θ2≦150°)をなすように、右側遠隔画像出力装置2212の左縁が、中央遠隔画像出力装置2210の右縁に隣接している。当該傾斜角度θ1およびθ2は同じであっても相違していてもよい。
As shown in FIG. 2, the right edge of the left remote
中央遠隔画像出力装置2210、左側遠隔画像出力装置2211および右側遠隔画像出力装置2212のそれぞれの画面は、鉛直方向に対して平行であってもよく、鉛直方向に対して傾斜していてもよい。中央遠隔画像出力装置2210、左側遠隔画像出力装置2211および右側遠隔画像出力装置2212のうち少なくとも1つの画像出力装置が、複数に分割された画像出力装置により構成されていてもよい。例えば、中央遠隔画像出力装置2210が、略矩形状の画面を有する上下に隣接する画像出力装置により構成されていてもよい。
The screens of the central remote
遠隔音響出力装置222は、一または複数のスピーカーにより構成され、例えば図2に示されているように、シートStの後方、左アームレスト後部および右アームレスト後部のそれぞれに配置された中央音響出力装置2220、左側音響出力装置2221および右側音響出力装置2222により構成されている。中央音響出力装置2220、左側音響出力装置2221および右側音響出力装置2222のそれぞれの仕様は同じであってもよく相違していてもよい。
The remote
(作業機械の構成)
作業機械40は、実機制御装置400と、実機入力インターフェース41と、実機出力インターフェース42と、作業機構440と、を備えている。実機制御装置400の構成要素のそれぞれは、演算処理装置(シングルコアプロセッサまたはマルチコアプロセッサもしくはこれを構成するプロセッサコア)により構成され、メモリなどの記憶装置から必要なデータおよびソフトウェアを読み取り、当該データを対象として当該ソフトウェアにしたがった演算処理を実行する。
(Configuration of the work machine)
The
作業機械40は、例えばクローラショベル(建設機械)であり、図3に示されているように、クローラ式の下部走行体410と、下部走行体410に旋回機構430を介して旋回可能に搭載されている上部旋回体420と、を備えている。上部旋回体420の前方左側部にはキャブ424(運転室)が設けられている。上部旋回体420の前方中央部には作業機構440が設けられている。
The
実機入力インターフェース41は、実機操作機構411と、実機撮像装置412と、測位装置414と、を備えている。実機操作機構411は、キャブ424の内部に配置されたシートの周囲に遠隔操作機構211と同様に配置された複数の操作レバーを備えている。遠隔操作レバーの操作態様に応じた信号を受信し、当該受信信号に基づいて実機操作レバーを動かす駆動機構またはロボットがキャブ424に設けられている。実機撮像装置412は、例えばキャブ424の内部に設置され、フロントウィンドウおよび左右サイドウィンドウ越しに作業機構440の少なくとも一部を含む環境を撮像する。フロントウィンドウおよびサイドウィンドウのうち一部または全部が省略されていてもよい。測位装置414は、GPSおよび必要に応じてジャイロセンサ等により構成されている。
The real
実機出力インターフェース42は、実機無線通信機器422を備えている。
The actual
図3に示されているように、作業機構としての作業アタッチメント440は、上部旋回体420に起伏可能に装着されているブーム441と、ブーム441の先端に回動可能に連結されているアーム443と、アーム443の先端に回動可能に連結されているバケット445と、を備えている。作業機構440には、伸縮可能な油圧シリンダにより構成されているブームシリンダ442、アームシリンダ444およびバケットシリンダ446が装着されている。
As shown in FIG. 3, the
ブームシリンダ442は、作動油の供給を受けることにより伸縮してブーム441を起伏方向に回動させるように当該ブーム441と上部旋回体420との間に介在する。アームシリンダ444は、作動油の供給を受けることにより伸縮してアーム443をブーム441に対して水平軸回りに回動させるように当該アーム443と当該ブーム441との間に介在する。バケットシリンダ446は、作動油の供給を受けることにより伸縮してバケット445をアーム443に対して水平軸回りに回動させるように当該バケット445と当該アーム443との間に介在する。
The
(機能)
前記構成の施工支援システムおよび撮像機能制御システムの機能について図4に示されているフローチャートを用いて説明する。当該フローチャートにおいて「C●」というブロックは、記載の簡略のために用いられ、データの送信および/または受信を意味し、当該データの送信および/または受信を条件として分岐方向の処理が実行される条件分岐を意味している。
(function)
The functions of the construction support system and the imaging function control system having the above-mentioned configuration will be described with reference to the flowchart shown in Fig. 4. In the flowchart, a block "C" is used for the sake of simplicity, and means transmission and/or reception of data, and means a conditional branch in which processing in a branching direction is executed on the condition that the data is transmitted and/or received.
遠隔操作装置20において、遠隔制御装置200により、遠隔無線通信機器224を通じて、施工支援サーバ10に対して地上状況確認要求が送信される(図4/STEP210)。オペレータにより遠隔入力インターフェース210を通じた第1指定操作の有無が判定され、当該判定結果が肯定的である場合に地上状況確認要求が送信されてもよい。「第1指定操作」は、例えば、オペレータが遠隔操作を意図する作業機械40を指定するための遠隔入力インターフェース210におけるタップなどの操作である。
In the
施工支援サーバ10において、地上状況確認要求が受信された場合、第1基準面認識要素121により当該地上状況確認要求が該当する作業機械40に対して送信される(図4/C10)。
When a ground situation confirmation request is received by the
作業機械40において、実機無線通信機器422を通じて地上状況確認要求が受信された場合(図4/C40)、実機制御装置400が実機撮像装置412を通じて撮像画像を取得され、かつ、実機無線通信機器422を通じて、当該画像処理が施された撮像画像データが遠隔操作装置10に対して送信される(図4/STEP410)。
When a ground situation confirmation request is received in the
施工支援サーバ10において、第1基準面認識要素121により撮像画像データが受信された場合(図4/C11)、第2基準面認識要素122により撮像画像に応じた環境画像データが遠隔操作装置20に対して送信される(図4/STEP110)。環境画像データは、撮像画像データそのもののほか、撮像画像に基づいて生成された模擬的な環境画像を表わす画像データである。
When the
遠隔操作装置20において、遠隔無線通信機器224を通じて環境画像データが受信された場合(図4/C21)、遠隔制御装置200により、環境画像データに応じた環境画像が遠隔画像出力装置221に出力される(図4/STEP212)。
When the
これにより、例えば、図5に示されているように、キャブ424を画定する窓枠を通じて、キャブ424の前方において、作業機構440の一部であるブーム441、アーム443および施工対象領域における(バケット445による作業対象である)瓦礫または土砂の山が映り込んでいる環境画像が遠隔画像出力装置221に出力される。
As a result, for example, as shown in FIG. 5, an environmental image is output to the remote
遠隔操作装置20において、遠隔制御装置200により、遠隔無線通信機器224を通じて、施工支援サーバ10に対して地中状況確認要求が送信される(図4/STEP220)。オペレータにより遠隔入力インターフェース210を通じた第2指定操作の有無が判定され、当該判定結果が肯定的である場合に地中状況確認要求が送信されてもよい。「第2指定操作」は、例えば、オペレータが遠隔操作を意図する作業機械40を指定するための遠隔入力インターフェース210におけるタップなどの操作である。第2指定操作は、第1指定操作と同一の操作であってもよいし異なる操作であってもよい。
In the
施工支援サーバ10において、地中状況確認要求が受信された場合(図4/C20)、埋設物認識要素120により、当該地中状況確認要求に係る施工対象領域における地中の埋設物の空間占有態様が認識される(図4/STEP120)。これにより、例えば、図6Aに示されているように、上下方向に重ならずに水平方向に離間し、略同じ地中深さ位置で延在する2つの円管状の埋設物E1およびE2の地中における空間占有態様が認識される。
When the
施工対象領域は、例えばその境界を表わす世界座標系の座標値(X(経度),Y(緯度))の集合により特定される。施工対象領域は、施工支援サーバ10と遠隔操作装置20またはその操作対象である作業機械40との通信に基づき、例えば、遠隔操作装置20および/または作業機械40を識別するための識別子に基づき、データベース102が検索されることにより認識される。埋設物の空間占有態様は、例えばその外表面を表わす世界座標系の座標値(X(経度),Y(緯度),Z(海抜高さまたは地表からの距離))の集合により特定される。地中の埋設物の空間占有態は、例えば、地中探査機により測定され、当該測定結果がデーベース102にあらかじめ登録されている。地中の埋設物の空間占有態は、例えば、施工対象領域に基づき、データベース102が検索されることにより認識される。
The construction target area is identified, for example, by a set of coordinate values (X (longitude), Y (latitude)) in the world coordinate system that represent its boundaries. The construction target area is recognized, for example, by searching the
続いて、埋設物認識要素120により認識された埋設物の空間占有態様に基づき、第1基準面認識要素121により、当該埋設物の上方から覆うように地中に延在している第1基準閉曲面が認識される(図4/STEP121)。
Next, based on the spatial occupancy pattern of the buried object recognized by the buried
これにより、例えば、図6Bに示されているように、地中の埋設物E1およびE2のそれぞれの上端から上方に第1指定距離d1だけ離間した深さ位置で地中において延在する第1基準閉曲面S11およびS12が認識される。第1指定領域d1は、データベース102に記憶保持されている施工対象領域における施工計画により定義されていてもよい。
As a result, for example, as shown in FIG. 6B, first reference closed surfaces S11 and S12 extending underground at a depth position spaced upward by a first specified distance d1 from the upper ends of buried objects E1 and E2, respectively, are recognized. The first specified area d1 may be defined by a construction plan for the construction target area stored and held in
第1基準閉曲面S11、S12は、Bezier(ベジエ)曲面および/またはNURBS(非一様有理Bスプライン)曲面などの複数の制御点により定義される曲面として定義されていてもよい。当該曲面は連続性(G1連続性、G2連続性またはG3連続性)を有する曲面として定義されていてもよい。例えば、第1基準閉曲面S11、S12がベジエ三角形曲面によって定義される場合、ベジエ三角形曲面の制御ネットの定義域が水平面に張られた三角形メッシュにより定義され、地中の埋設物E1、E2の上端から上方に第1指定距離d1だけ離間した点が制御点とされたうえで、三角パッチの連続性が確保されるように第1基準閉曲面S11、S12が定義される。 The first reference closed surfaces S11, S12 may be defined as surfaces defined by a plurality of control points, such as a Bezier surface and/or a NURBS (Non-Uniform Rational B-Spline) surface. The surface may be defined as a surface having continuity (G1 continuity, G2 continuity, or G3 continuity). For example, when the first reference closed surfaces S11, S12 are defined by a Bezier triangular surface, the domain of the control net of the Bezier triangular surface is defined by a triangular mesh stretched on a horizontal plane, and the control points are points spaced a first specified distance d1 above the upper ends of the buried objects E1, E2 in the ground, and the first reference closed surfaces S11, S12 are defined so that the continuity of the triangular patches is ensured.
さらに、施工対象領域の地表から下方に離間し、かつ、第1基準面認識要素121により認識された第1基準閉曲面から水平方向に離間して(上下方向に重ならず)地中に延在している第2基準閉曲面が第2基準面認識要素122により認識される(図4/STEP122)。 Furthermore, a second reference closed surface that is spaced below the ground surface of the construction area and extends underground, spaced horizontally from the first reference closed surface recognized by the first reference surface recognition element 121 (without overlapping in the vertical direction), is recognized by the second reference surface recognition element 122 (Figure 4/STEP 122).
これにより、例えば、図6Bに示されているように、地表から下方に第2指定距離d2だけ離間した深さ位置で地中において延在する第2基準閉曲面S21およびS22が認識される。第2指定距離d2は、データベース102に記憶保持されている施工対象領域における施工計画により定義されていてもよい。第2指定距離d2は、埋設物E1、E2の下端と同じ深さ位置に第2基準閉曲面S21、S22が認識されるように定義されていてもよい。
As a result, for example, as shown in FIG. 6B, second reference closed surfaces S21 and S22 extending underground at a depth position separated from the ground surface by the second specified distance d2 are recognized. The second specified distance d2 may be defined by a construction plan for the construction target area stored and held in the
第2基準閉曲面S21、S22は、第1基準閉曲面S11、S12と同様に、Bezier(ベジエ)曲面および/またはNURBS(非一様有理Bスプライン)曲面などの複数の制御点により定義される曲面として定義されていてもよい。当該曲面は連続性(G1連続性、G2連続性またはG3連続性)を有する曲面として定義されていてもよい。例えば、第2基準閉曲面S21、S22がベジエ三角形曲面によって定義される場合、ベジエ三角形曲面の制御ネットの定義域が水平面に張られた三角形メッシュにより定義され、地表から下方に第2指定距離d2だけ離間した点が制御点とされたうえで、三角パッチの連続性が確保されるように第2基準閉曲面S21、S22が定義される。 The second reference closed surfaces S21, S22 may be defined as a surface defined by a plurality of control points, such as a Bezier surface and/or a NURBS (Non-Uniform Rational B-Spline) surface, similar to the first reference closed surfaces S11, S12. The surface may be defined as a surface having continuity (G1 continuity, G2 continuity, or G3 continuity). For example, when the second reference closed surfaces S21, S22 are defined by a Bezier triangular surface, the domain of the control net of the Bezier triangular surface is defined by a triangular mesh stretched on a horizontal plane, and the point separated downward from the ground surface by a second specified distance d2 is set as the control point, and the second reference closed surfaces S21, S22 are defined so that the continuity of the triangular patch is ensured.
そして、施工支援情報生成要素124により、第1基準閉曲面および前記第2基準閉曲面が複合された結果としての施工支援情報が生成され、かつ、遠隔操作装置20に対して送信される(図4/STEP124)。
Then, the construction support
これにより、例えば、図6Cに示されているように、第1基準閉曲面S11、S12および第1基準閉曲面S21、S22に基づいて単一の複合基準閉曲面CSが定義され、当該単一の複合基準閉曲面の延在態様を表わす情報またはデータが施工支援情報として生成される。具体的には、隣接する第1基準閉曲面S11およびS12が、補間曲面S00により連続的に接続または複合されることにより単一の新たな第1基準閉曲面として定義される。また、当該新たな第1基準閉曲面(=S11+S00+S12)およびこれに隣接する第2基準閉曲面S21、S22が、補間曲面S01、S02により連続的に接続または複合されることにより単一の複合基準閉曲面CSとして定義される。補間曲面S00、S01およびS02は、Bezier曲面および/またはNURBS曲面などの複数の制御点により定義される曲面として定義されていてもよい。 As a result, for example, as shown in FIG. 6C, a single composite reference closed surface CS is defined based on the first reference closed surfaces S11, S12 and the first reference closed surfaces S21, S22, and information or data representing the extension mode of the single composite reference closed surface is generated as construction support information. Specifically, the adjacent first reference closed surfaces S11 and S12 are defined as a single new first reference closed surface by being continuously connected or compounded by the interpolation surface S00. In addition, the new first reference closed surface (= S11 + S00 + S12) and the adjacent second reference closed surfaces S21, S22 are defined as a single composite reference closed surface CS by being continuously connected or compounded by the interpolation surfaces S01, S02. The interpolation surfaces S00, S01, and S02 may be defined as surfaces defined by multiple control points, such as Bezier surfaces and/or NURBS surfaces.
第1基準閉曲面S11およびこれに隣接する第2基準閉曲面S21が、補間曲面S01により連続的に接続されることにより第1複合基準閉曲面が定義され、第1基準閉曲面S12およびこれに隣接する第2基準閉曲面S22が、補間曲面S02により連続的に接続されることにより第2複合基準閉曲面が定義され、第1複合基準閉曲面(S11+S01+S21)および第2複合基準閉曲面(S12+S02+S22)が、補間曲面S00により連続的に接続または複合されることにより単一の複合基準閉曲面CSが定義されてもよい。 The first composite reference closed surface S11 and the adjacent second reference closed surface S21 are continuously connected by the interpolation surface S01 to define a first composite reference closed surface, the first composite reference closed surface S12 and the adjacent second reference closed surface S22 are continuously connected by the interpolation surface S02 to define a second composite reference closed surface, and the first composite reference closed surface (S11+S01+S21) and the second composite reference closed surface (S12+S02+S22) are continuously connected or combined by the interpolation surface S00 to define a single composite reference closed surface CS.
遠隔操作装置20において、遠隔無線通信機器224を通じて施工支援情報が受信された場合(図4/C22)、遠隔制御装置200により、施工支援情報に応じた施工支援画像が遠隔画像出力装置221に出力される(図4/STEP222)。
When construction support information is received in the
これにより、例えば、図5に示されているように、施工対象領域における複合基準閉曲面CSの延在態様を表わす施工支援画像が、環境画像に重畳された形で遠隔画像出力装置221に出力される。施工支援情報により表わされる複合基準閉曲面CSの延在態様が世界座標系で定義されているので、複合基準閉曲面CSの延在態様が環境画像座標系に座標変換される。この座標変換のため、作業機械40の世界座標系における座標値がGPS等を用いて測定され、実機撮像装置412の実機座標系(上部旋回体420に対して位置および姿勢が固定された座標系)が、遠隔制御装置200を構成する記憶装置および/またはデータベース102に記憶保持されていてもよい。オペレータは、遠隔画像出力装置221に出力された環境画像およびこれに重畳された施工支援画像を見ながら、バケット445を動かすように遠隔操作機構211を構成する操作レバーを操作することができる。
As a result, for example, as shown in FIG. 5, a construction support image showing the extension of the composite reference closed surface CS in the construction target area is output to the remote
そのほか、図7に示されているように、作業機械40、埋設物E1、E2および複合基準閉曲面CSのそれぞれの空間占有態様を表わす3次元モデル画像が施工支援画像として遠隔画像出力装置221に出力されてもよい。施工支援情報により表わされる複合基準閉曲面CSの延在態様が世界座標系で定義されているので、作業機械40の世界座標系における座標値がGPS等を用いて測定され、遠隔制御装置200を構成する記憶装置および/またはデータベース102に記憶保持されていてもよい。
In addition, as shown in FIG. 7, a three-dimensional model image showing the spatial occupation patterns of the
遠隔操作装置20において、遠隔制御装置200により遠隔操作機構211の操作態様が認識され、かつ、遠隔無線通信機器224を通じて、当該操作態様に応じた遠隔操作指令が遠隔操作支援サーバ10に対して送信される(図4/STEP220)。
In the
遠隔操作支援サーバ10において、第2支援処理要素122により当該遠隔操作指令が受信された場合、第1支援処理要素121により、当該遠隔操作指令が作業機械40に対して送信される(図4/C14)。
When the remote operation command is received by the second
作業機械40において、実機制御装置400により、実機無線通信機器422を通じて操作指令が受信された場合(図4/C44)、作業機構440等の動作が制御される(図4/STEP414)。例えば、バケット445により作業機械40の前方の施工対象領域の土を掘り起こしてすくい、上部旋回体410を旋回させたうえで施工対象領域の外にバケット445から土を落とす作業が実行される。
In the
(作用効果)
当該構成の施工支援システムによれば、施工対象領域における作業機械40と埋設物E1、E2との干渉を回避する必要がある第1施工対象領域(第1基準閉曲面S11、S12に対応する領域)と、作業機械40による埋設物との干渉可能性がないものの地表を基準とした施工が必要である第2施工対象領域(第2基準閉曲面E21、E22に対応する領域)との相対配置態様または混在態様が総合勘案された形で施工支援情報が生成される(図6A、図6Bおよび図6C参照)。このため、当該施工支援情報が当該作業機械40による施工に利用されることにより、施工対象領域における第1施工対象領域および第2施工対象領域の相対配置態様または混在態様に鑑みて作業機械40による適当な施工が可能になる(図5および図7参照)。
(Action and Effect)
According to the construction support system configured as above, construction support information is generated in a form that comprehensively takes into consideration the relative arrangement or mixture of a first construction target area (area corresponding to first reference closed surfaces S11, S12) in which it is necessary to avoid interference between the
複数の埋設物E1、E2のそれぞれに対応する、隣接する第1基準閉曲面S11、S12が複合された結果としての、連続性(G1、G2またはG3連続性)を有する単一の新たな第1基準閉曲面(=S11+S00+S12)が認識される(図6C参照)。 As a result of combining adjacent first reference closed surfaces S11 and S12 corresponding to each of the multiple buried objects E1 and E2, a single new first reference closed surface (= S11 + S00 + S12) having continuity (G1, G2 or G3 continuity) is recognized (see Figure 6C).
当該構成の採用により、隣接する第1基準閉曲面S11およびS12が複合される際に、当該第1基準閉曲面S11およびS12の間隙に存在する地中空間が補間曲面S00によって補間されることにより、当該間隙における施工基準が定義または明確化された形で施工支援情報が生成される。このため、当該施工支援情報が作業機械による施工に利用されることにより、第1施工対象領域および第2施工対象領域の相対配置態様または混在態様に鑑みて作業機械40による適当なまたは効率的な施工が可能になる。
By adopting this configuration, when adjacent first reference closed surfaces S11 and S12 are combined, the underground space existing in the gap between the first reference closed surfaces S11 and S12 is interpolated by the interpolation surface S00, and construction support information is generated in a form in which the construction standard in the gap is defined or clarified. Therefore, by using the construction support information for construction by the work machine, appropriate or efficient construction by the
隣接する第1基準閉曲面S11(もしくはS12または(S11+S00+S12))および第2基準閉曲面S21(もしくはS22またはS21およびS22)が複合された結果としての、連続性(G1、G2またはG3連続性)を有する単一の複合基準閉曲面CSが認識されたうえで施工支援情報が生成される(図6C参照)。 The construction support information is generated after recognizing a single composite reference closed surface CS having continuity (G1, G2 or G3 continuity) as a result of combining the adjacent first reference closed surface S11 (or S12 or (S11+S00+S12)) and second reference closed surface S21 (or S22 or S21 and S22) (see FIG. 6C).
当該構成の採用により、隣接する第1基準閉曲面S11(もしくはS12、または(S11+S00+S12))および第2基準閉曲面S21(もしくはS22、またはS21およびS22)が複合される際に、第1基準閉曲面および第2基準閉曲面の間隙に存在する地中空間が補間曲面S01(もしくはS02、またはS01およびS02)によって補間されることにより、当該間隙における施工基準が定義または明確化された形で施工支援情報が生成される。このため、当該施工支援情報が作業機械による施工に利用されることにより、第1施工対象領域および第2施工対象領域の相対配置態様または混在態様に鑑みて作業機械40による適当なまたは効率的な施工が可能になる。
By adopting this configuration, when the adjacent first reference closed surface S11 (or S12, or (S11+S00+S12)) and second reference closed surface S21 (or S22, or S21 and S22) are combined, the underground space existing in the gap between the first reference closed surface and the second reference closed surface is interpolated by the interpolation surface S01 (or S02, or S01 and S02), and construction support information is generated in a form in which the construction standard in the gap is defined or clarified. Therefore, by using the construction support information for construction by the work machine, appropriate or efficient construction by the
(本発明の他の実施形態)
前記実施形態では、施工支援システムが施工支援サーバ10により構成されていたが、他の実施形態として遠隔操作装置20および/または作業機械40により構成されていてもよい。すなわち、埋設物認識要素120、第1基準面認識要素121、第2基準面認識要素122および/または施工支援情報生成要素124が、遠隔制御装置200および/または実機制御装置400により構成されていてもよい。
Other Embodiments of the Invention
In the above embodiment, the construction support system is configured by the
前記実施形態では、第1基準閉曲面および第2基準閉曲面が複合された複合基準閉曲面CSが認識されることにより施工支援情報が生成されたが(図6C参照)、他の実施形態として、複合基準閉曲面CSの認識処理が省略され、第1基準閉曲面および第2基準閉曲面のそれぞれの空間占有態様のみに応じた施工支援情報が生成されてもよい。前記実施形態では、隣接する少なくとも2つの第1基準閉曲面S11、S12が複合された結果としての単一の新たな第1基準閉曲面(=S11+S00+S12)が認識されたが(図6C参照)、他の実施形態として当該単一の新たな第1基準閉曲面の認識処理が省略されてもよい。 In the above embodiment, the construction support information is generated by recognizing a composite reference closed surface CS in which the first reference closed surface and the second reference closed surface are combined (see FIG. 6C). In another embodiment, the recognition process of the composite reference closed surface CS may be omitted, and construction support information may be generated according to only the spatial occupancy modes of the first reference closed surface and the second reference closed surface. In the above embodiment, a single new first reference closed surface (= S11 + S00 + S12) is recognized as a result of combining at least two adjacent first reference closed surfaces S11 and S12 (see FIG. 6C). In another embodiment, the recognition process of the single new first reference closed surface may be omitted.
前記実施形態では、オペレータによる遠隔操作装置20を構成する遠隔操作機構211の操作を通じて作業機械40の動作が制御されていたが、他の実施形態としてキャブ424に搭乗したオペレータによる実機操作機構411の操作を通じて作業機械40の動作が制御されてもよい。この場合、施工支援サーバ10から施工支援情報が該当する作業機械40に送信され(図4/STEP122参照)、実機出力インターフェース42を構成する、キャブ424の内部に配置された実機画像出力装置に施工支援画像が出力されてもよい(図5および図7参照)。また、遠隔操作装置20が省略されてもよい。
In the above embodiment, the operation of the
施工支援情報生成要素124が、施工支援情報を作業機械40または実機制御装置400に送信することにより、当該実機制御装置に作業機械40の動作を制御させてもよい。第1施工対象領域および第2施工対象領域の相対配置態様または混在態様に鑑みて、動作が自動制御される作業機械40による適当なまたは効率的な施工が可能になる。
The construction support
施工支援情報生成要素124が、少なくとも2つの第1基準閉曲面の隣接方向と、作業機械40の作業機構440またはバゲット445の施工対象領域における動作方向と、のなす角度θに応じて、曲率の変化態様が異なる新たな第1基準閉曲面を認識することにより施工支援情報を生成してもよい。
The construction support
例えば、図8に示されているように、施工対象領域のx-z平面に平行な地中断面において、複数の埋設物E1~E5のそれぞれに対応する複数の第1基準閉曲面S11~S15が認識された状況について考える。この状況で、作業機構440の施工対象領域における動作方向(バケット445を動かす方向)がx方向である場合(θ=0°である場合)、図8に一点鎖線で示されているようにx方向について曲率変化(累積値)が比較的小さい単一の第1基準閉曲面CCS1が認識される。その一方、この状況で、作業機構440の施工対象領域における動作方向がy方向である場合(θ=90°である場合)、図8に二点鎖線で示されているようにx方向について曲率変化(累積値)が比較的大きい単一の第1基準閉曲面CCS2が認識される。この実施例では、単一の第1基準閉曲面の曲率変化の累積値がθ(0°≦θ≦90°)の増加関数になるように、当該単一の第1基準閉曲面が定義されている。当該θの関数として、増加関数のほか、減少関数または増減する関数が採用されてもよい。
For example, as shown in FIG. 8, consider a situation in which a plurality of first reference closed surfaces S11 to S15 corresponding to a plurality of buried objects E1 to E5 are recognized in an underground cross section parallel to the x-z plane of the construction target area. In this situation, if the direction of operation (the direction in which the
当該構成の施工支援システムによれば、隣接する第1基準閉曲面S11~S15に対応する隣接する第1施工対象領域の相対配置態様に加えて、作業機械40または作業機構440の動作特性が勘案された形で施工支援情報が生成される。このため、当該施工支援情報が利用されることにより、第1施工対象領域および第2施工対象領域の相対配置態様または混在態様に加えて、作業機械40または作業機構440の動作特性に鑑みて、当該作業機械40による適当なまたは効率的な施工が可能になる。
According to the construction support system of this configuration, construction support information is generated taking into account the operating characteristics of the
施工支援情報生成要素124が、第1基準閉曲面および第2基準閉曲面の隣接方向と、作業機械40の施工対象領域における動作方向と、のなす角度に応じて、曲率の変化態様が異なる複合基準閉曲面を認識することにより施工支援情報を生成してもよい。
The construction support
当該構成の施工支援システムによれば、隣接する第1基準閉曲面および第2基準閉曲面のそれぞれに対応する隣接する第1施工対象領域および第2施工対象領域の相対配置態様に加えて、作業機械40または作業機構440の動作特性が勘案された形で施工支援情報が生成される。このため、当該施工支援情報が利用されることにより、第1施工対象領域および第2施工対象領域の相対配置態様または混在態様に加えて、作業機械40または作業機構440の動作特性に鑑みて、当該作業機械40による適当なまたは効率的な施工が可能になる。
According to the construction support system of this configuration, construction support information is generated in a form that takes into account the relative arrangement of the adjacent first and second construction target areas corresponding to the adjacent first and second reference closed surfaces, respectively, as well as the operating characteristics of the
10‥施工支援サーバ、20‥遠隔操作装置、40‥作業機械、102‥データベース、120‥埋設物認識要素、121‥第1基準面認識要素、122‥第2基準面認識要素、124‥施工支援情報生成要素、200‥遠隔制御装置、210‥遠隔入力インターフェース、211‥遠隔操作機構、220‥遠隔出力インターフェース、221‥遠隔画像出力装置、222‥遠隔音響出力装置、400‥実機制御装置、410‥実機入力インターフェース、420‥実機出力インターフェース、424‥キャブ(運転室)、440‥作業機構、445‥バケット(作業部)、CS‥複合基準閉曲面、E1、E2‥埋設物、S00、S01、S02‥補間曲面、S11、S12‥第1基準閉曲面、S21、S22‥第2基準閉曲面。 10: Construction support server, 20: Remote control device, 40: Work machine, 102: Database, 120: Buried object recognition element, 121: First reference surface recognition element, 122: Second reference surface recognition element, 124: Construction support information generation element, 200: Remote control device, 210: Remote input interface, 211: Remote operation mechanism, 220: Remote output interface, 221: Remote image output device, 222: Remote sound output device, 400: Actual machine control device, 410: Actual machine input interface, 420: Actual machine output interface, 424: Cab (operating room), 440: Work mechanism, 445: Bucket (working part), CS: Composite reference closed surface, E1, E2: Buried object, S00, S01, S02: Interpolation surface, S11, S12: First reference closed surface, S21, S22: Second reference closed surface.
Claims (8)
前記埋設物認識要素により認識された前記埋設物の空間占有態様に基づき、前記埋設物の上方から覆うように地中に延在している第1基準閉曲面を認識する第1基準面認識要素と、
前記施工対象領域の地表から下方に離間し、かつ、前記第1基準閉曲面から水平方向に離間して地中に延在している第2基準閉曲面を認識する第2基準面認識要素と、
前記第1基準閉曲面および前記第2基準閉曲面が複合された結果としての、前記作業機械による前記施工対象領域の施工を支援するための施工支援情報を生成する施工支援情報生成要素と、
を備えている施工支援システム。 a buried object recognition element for recognizing a spatial occupation pattern of buried objects in an area to be worked on by a work machine;
a first reference surface recognition element that recognizes a first reference closed surface extending into the ground so as to cover the buried object from above, based on the spatial occupation mode of the buried object recognized by the buried object recognition element;
A second reference surface recognition element that recognizes a second reference closed surface that is spaced downward from the ground surface of the construction target area and extends underground at a horizontal distance from the first reference closed surface;
a construction support information generation element that generates construction support information for supporting construction of the construction target area by the work machine as a result of combining the first reference closed surface and the second reference closed surface;
A construction support system that is equipped with the following:
前記施工支援情報生成要素が、前記第1基準面認識要素により認識された、隣り合う前記第1基準閉曲面が複合された結果としての、連続性を有する単一の第1基準閉曲面を認識することにより前記施工支援情報を生成する
施工支援システム。 The construction support system according to claim 1,
A construction support system in which the construction support information generation element generates the construction support information by recognizing a single continuous first reference closed surface that is the result of combining adjacent first reference closed surfaces recognized by the first reference surface recognition element.
前記施工支援情報生成要素が、前記第1基準閉曲面の隣り合う方向と、前記作業機械または当該作業機械を構成する作業機構の前記施工対象領域における動作方向と、のなす角度に応じて、曲率の変化態様が異なる前記単一の第1基準閉曲面を認識することにより前記施工支援情報を生成する
施工支援システム。 The construction support system according to claim 2,
A construction support system in which the construction support information generation element generates the construction support information by recognizing the single first reference closed surface whose curvature changes in a different manner depending on the angle between the adjacent directions of the first reference closed surface and the operation direction of the work machine or a work mechanism constituting the work machine in the construction target area.
前記施工支援情報生成要素が、隣り合う前記第1基準閉曲面および前記第2基準閉曲面が複合された結果としての、連続性を有する単一の複合基準閉曲面を認識することにより前記施工支援情報を生成する
施工支援システム。 In the construction support system according to any one of claims 1 to 3,
A construction support system in which the construction support information generation element generates the construction support information by recognizing a single composite reference closed surface having continuity as a result of combining the adjacent first reference closed surface and the adjacent second reference closed surface.
前記施工支援情報生成要素が、前記第1基準閉曲面および前記第2基準閉曲面の隣り合う方向と、前記作業機械または当該作業機械を構成する作業機構の前記施工対象領域における動作方向と、のなす角度に応じて、曲率の変化態様が異なる前記複合基準閉曲面を認識することにより前記施工支援情報を生成する
施工支援システム。 In the construction support system according to claim 4,
A construction support system in which the construction support information generation element generates the construction support information by recognizing the composite reference closed surface whose curvature changes in a different manner depending on the angle between the adjacent direction of the first reference closed surface and the second reference closed surface and the operation direction of the work machine or a work mechanism constituting the work machine in the construction target area.
前記施工支援情報生成要素が、前記施工支援情報を制御装置に送信することにより、前記制御装置に前記作業機械の動作を制御させる
施工支援システム。 In the construction support system according to any one of claims 1 to 5,
A construction support system in which the construction support information generating element transmits the construction support information to a control device, thereby causing the control device to control the operation of the work machine.
前記施工支援情報生成要素が、前記施工支援情報またはこれに応じた施工支援画像を操作装置に送信することにより、前記操作装置を構成する出力インターフェースに前記施工支援画像を出力させる
施工支援システム。 In the construction support system according to any one of claims 1 to 6,
A construction support system in which the construction support information generation element transmits the construction support information or a construction support image corresponding thereto to an operation device, thereby causing an output interface constituting the operation device to output the construction support image.
前記埋設物認識過程において認識された前記埋設物の空間占有態様に基づき、前記埋設物の上方から覆うように地中に延在している第1基準閉曲面を認識する第1基準面認識過程と、
前記施工対象領域の地表から下方に離間し、かつ、前記第1基準閉曲面から水平方向に離間して地中に延在している第2基準閉曲面を認識する第2基準面認識過程と、
前記第1基準閉曲面および前記第2基準閉曲面が複合された結果としての、前記作業機械による前記施工対象領域の施工を支援するための施工支援情報を生成する施工支援情報生成過程と、
を含んでいる施工支援方法。 a buried object recognition process for recognizing a spatial occupation pattern of buried objects in an area to be worked on by a work machine;
a first reference surface recognition process for recognizing a first reference closed surface extending into the ground so as to cover the buried object from above, based on the spatial occupation pattern of the buried object recognized in the buried object recognition process;
A second reference surface recognition process for recognizing a second reference closed surface that is spaced downward from the ground surface of the construction target area and extends underground at a horizontal distance from the first reference closed surface;
a construction support information generating process for generating construction support information for supporting construction of the construction target area by the work machine as a result of combining the first reference closed surface and the second reference closed surface;
A construction support method comprising:
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