JP2011247652A - Target for total station and control method for work machine for construction using the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a target for a total station for obtaining horizontal coordinate position data with high accuracy under the consideration of an inclination.SOLUTION: This target 100 for a total station is provided with: an optical part 110 configured to reflect a laser beam emitted from the total station; a first inclination sensor 121 fixed so that its relative position with the optical part 110 can be prevented from being changed, and configured to detect an inclination around a first axis in a horizontal face; a second inclination sensor 122 fixed so that its relative position with the optical part can be prevented from being changed, and configured to detect an inclination around a second axis which is orthogonal to the first axis in the horizontal face; and an output part 123 configured to output first detection information detected by the first inclination sensor 121 and second detection information detected by the second inclination sensor 122.

Description

本発明は、トータルステーションの自動追尾目標として機能するトータルステーション用ターゲット及びそれを用いた建設用作業機械の制御方法に関する。   The present invention relates to a total station target that functions as an automatic tracking target for a total station and a method for controlling a construction work machine using the target.

従来より距離測定、水平角、鉛直角の測定を行う測量装置として、追尾機能を有する測量装置としてトータルステーションが知られている。このようなトータルステーションでは、該トータルステーションが具備する視準望遠鏡によりコーナキューブ等の対象反射体（トータルステーション用ターゲット）を視準し、視準望遠鏡から追尾光を射出し、前記ターゲットが移動した場合には、前記ターゲットからの反射光を受光するようにして、前記ターゲットを自動的に追尾するようになっている。   Conventionally, a total station is known as a surveying device having a tracking function as a surveying device that performs distance measurement, horizontal angle measurement, and vertical angle measurement. In such a total station, when a target reflector (total station target) such as a corner cube is collimated by a collimating telescope provided in the total station, tracking light is emitted from the collimating telescope, and the target moves. The target is automatically tracked by receiving reflected light from the target.

上記のようなトータルステーションを利用し、ブルドーザーなどの建設用作業機械を自動的にコントロールするシステムが種々提案されている。このようなシステムとしては、例えば、ブルドーザーのブレードにトータルステーション用ターゲットを立設させ、当該ターゲットを追尾目標としてトータルステーションで追尾するように設定する。そして、施工計画された工事区間の各水平座標位置における仕上げ面の高さとして定義される仕上げ面高さデータが記憶保存されているパーソナルコンピュータに対して、トータルステーションは前記ターゲットを追尾して既知座標点Ｏから前記ターゲットまでの距離、基準方向から前記ターゲットが存在する方向までの水平角を測定し、既知座標点Ｏを基準とした追尾目標の水平座標位置を求め、この水平座標位置データをパーソナルコンピュータに転送する。パーソナルコンピュータは求められた各水平座標位置における仕上げ面高さデータ、すなわち、既知座標点Ｏからの仕上げ面高さデータを呼び出し、ブルドーザーのブレードの油圧制御機器に転送する。前記油圧制御機器は受信された仕上げ面高さデータに基づきブレードを制御し、ブレードは土地が設計された仕上げ高さ（施工高さ）となるようにその土地を掘削又は切削する。このようなトータルステーションを利用した建設用作業機械としては、例えば、特許文献１（特開平１１−２３６７１６号公報）に開示されているようなものが知られている。
特開平１１−２３６７１６号公報 Various systems that automatically control construction work machines such as bulldozers using the total station as described above have been proposed. As such a system, for example, a target for a total station is set up on a bulldozer blade, and the target is set to be tracked by the total station as a tracking target. Then, for a personal computer in which finish surface height data defined as the height of the finish surface at each horizontal coordinate position of the planned construction section is stored and stored, the total station tracks the target and knows the coordinates The distance from the point O to the target and the horizontal angle from the reference direction to the direction in which the target exists are measured, the horizontal coordinate position of the tracking target with respect to the known coordinate point O is obtained, and this horizontal coordinate position data is personalized. Transfer to computer. The personal computer calls the finished surface height data at each obtained horizontal coordinate position, that is, finished surface height data from the known coordinate point O, and transfers it to the hydraulic control device of the bulldozer blade. The hydraulic control device controls the blade based on the received finishing surface height data, and the blade excavates or cuts the land so that the land has a designed finishing height (construction height). As a construction work machine using such a total station, for example, one disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-236716) is known.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-236716

従来のシステムにおいては、トータルステーション用ターゲットをポールなどの先端に取り付け、このポールの根元部を建設用作業機械のブレードなどの可動部に設けて、前記ターゲットの高さをかせぐことにより、トータルステーションから良好な視界を得て、自動追尾を行いやすいようにしている。しかしながら、このような構成であると、ポールの傾きによって生じる誤差が大きくなり、精度の高い水平座標位置データを求めることができず問題であった。また、このようなデータに基づいて建設用作業機械の可動部を制御すると、精度の高い施工を行うことができない、という問題があった。   In the conventional system, the total station target is attached to the tip of a pole, etc., and the base of this pole is provided on a movable part such as a blade of a construction work machine. It is easy to perform automatic tracking with a clear view. However, with such a configuration, an error caused by the inclination of the pole becomes large, and it is impossible to obtain highly accurate horizontal coordinate position data. Moreover, when the movable part of the construction work machine is controlled based on such data, there is a problem that high-precision construction cannot be performed.

上記のような問題、課題を解決するために、請求項１に係る発明は、トータルステーションから射出されるレーザー光を反射する光学部と、前記光学部と間の相対位置が変化することがないように固定されると共に、水平面内における第１の軸の周りの傾きを検出する第１の傾斜センサと、前記光学部と間の相対位置が変化することがないように固定されると共に、水平面内における前記第１の軸と直交する第２の軸の周りの傾きを検出する第
２の傾斜センサと、前記第１の傾斜センサによって検出された第１検出情報と、前記第２の傾斜センサによって検出された第２検出情報とを出力する出力部と、を有することを特徴とするトータルステーション用ターゲットである。 In order to solve the problems and problems as described above, the invention according to claim 1 is configured so that the relative position between the optical unit that reflects the laser beam emitted from the total station and the optical unit does not change. And is fixed so that the relative position between the first inclination sensor for detecting the inclination around the first axis in the horizontal plane and the optical unit does not change, and in the horizontal plane. A second inclination sensor for detecting an inclination around a second axis orthogonal to the first axis, first detection information detected by the first inclination sensor, and the second inclination sensor And an output unit that outputs the detected second detection information.

また、請求項１に係る発明は、建設用作業機械の可動部に前記トータルステーション用ターゲットを装着し、トータルステーションによって前記トータルステーション用ターゲットの自動追尾を行い、前記トータルステーション用ターゲットの位置情報を取得し、前記トータルステーション用ターゲットの前記出力部から出力される前記第１検出情報と前記第２検出情報を取得し、前記位置情報と前前記第１検出情報と前記第２検出情報とから前記可動部における所定箇所の位置座標を算出し、算出された前記位置座標に基づいて前記可動部の位置制御を行うことを特徴とするトータルステーション用ターゲットを用いた建設用作業機械の制御方法である。   In the invention according to claim 1, the total station target is mounted on the movable part of the construction work machine, the total station target is automatically tracked by the total station, and the position information of the total station target is obtained. The first detection information and the second detection information output from the output unit of the total station target are acquired, and a predetermined location in the movable unit is obtained from the position information, the previous first detection information, and the second detection information. The position coordinate of the movable part is calculated based on the calculated position coordinate, and the construction work machine control method using the target for the total station is provided.

本発明のトータルステーション用ターゲット及びそれを用いた建設用作業機械の制御方法によれば、傾斜センサに基づく傾斜情報を考慮した、精度の高い水平座標位置データを求めることが可能となるので、このようなデータに基づいて建設用作業機械の可動部を制御すると、精度の高い制御を行うことができるようになる。   According to the total station target and the construction work machine control method using the same according to the present invention, it is possible to obtain highly accurate horizontal coordinate position data in consideration of inclination information based on the inclination sensor. If the movable part of the construction work machine is controlled based on the correct data, highly accurate control can be performed.

本発明の実施の形態に係るトータルステーション用ターゲットと及びそれを用いた建設用作業機械の制御システム構成の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the control system structure of the target for total stations which concerns on embodiment of this invention, and a construction work machine using the same. 本発明の実施形態に係るトータルステーション用ターゲットの概略を説明する図である。It is a figure explaining the outline of the target for total stations concerning the embodiment of the present invention. 本発明の他の実施形態に係るトータルステーション用ターゲットの概略を説明する図である。It is a figure explaining the outline of the target for total stations concerning other embodiments of the present invention. 本発明の実施形態に係るトータルステーション用ターゲットを用いた位置座標データの算出工程を説明する図である。It is a figure explaining the calculation process of the position coordinate data using the target for total stations which concerns on embodiment of this invention. 直線Ａ−Ｂのｘｚ平面投影である直線Ａ’−Ｂ’を示す図である。It is a figure which shows the straight line A'-B 'which is xz plane projection of the straight line AB. 直線Ａ−Ｂのｙｚ平面投影である直線Ａ’’−Ｂ’’を示す図である。It is a figure which shows the straight line A "-B" which is yz plane projection of the straight line AB. 本発明の実施形態に係るトータルステーション用ターゲットによる検出データに基づいて排土ブレードを制御する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of controlling a soil removal blade based on the detection data by the target for total stations which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るトータルステーション用ターゲットによる排土ブレードの制御フローチャートの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the control flowchart of the earth removal blade by the target for total stations which concerns on embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係るトータルステーション用ターゲットの概略を説明する図である。It is a figure explaining the outline of the target for total stations concerning other embodiments of the present invention. 本発明の他の実施形態に係るトータルステーション用ターゲットの排土ブレードへの適用例を説明する図である。It is a figure explaining the example of application to the earth discharging blade of the target for total stations which concerns on other embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るトータルステーション用ターゲットによる検出データに基づいてスクリード５５０を制御する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of controlling the screed 550 based on the detection data by the target for total stations which concerns on embodiment of this invention. トータルステーション用ターゲットを用いたスクリード制御システムのブロック構成の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of a block structure of the screed control system using the target for total stations. 本発明の実施形態に係るトータルステーション用ターゲット１００によるスクリード５５０の制御フローチャートの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the control flowchart of the screed 550 by the target 100 for total stations which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るトータルステーション用ターゲットをスリップフォーム装置に適用した例を説明する図である。It is a figure explaining the example which applied the target for total stations which concerns on embodiment of this invention to the slip form apparatus.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。本発明の実施の形態に係るトータルステーション用ターゲット１００と及びそれを用いた建設用作業機械の制御システ
ム構成の概略を示す図である。図１において、１００はトータルステーション用ターゲット、２００はこのトータルステーション用ターゲット１００及びトータルステーション３００とデータ通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ、３００はトータルステーションをそれぞれ示している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It is a figure which shows the outline of the control system structure of the target 100 for total stations which concerns on embodiment of this invention, and a construction work machine using the same. In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a total station target, 200 denotes a personal computer connected to the total station target 100 and the total station 300 so as to be able to perform data communication, and 300 denotes a total station.

図１で示すトータルステーション３００は、トータルステーション用ターゲット１００に向けてパルスレーザ光線を照射し、測定点からのパルス反射光を受光して、各パルス毎に測距を行い、測距結果を平均化して高精度の距離測定を行うものである。また、トータルステーション３００は、測距と同時に、パルスレーザ光線の射出方向に係る鉛直角度、水平角度を算出することによって、トータルステーション用ターゲット１００における位置座標データを算出することができるようになっている。   The total station 300 shown in FIG. 1 irradiates a pulse laser beam toward the total station target 100, receives the pulse reflected light from the measurement point, measures the distance for each pulse, and averages the distance measurement results. High-precision distance measurement. Further, the total station 300 can calculate the position coordinate data on the target 100 for the total station by calculating the vertical angle and the horizontal angle related to the emission direction of the pulse laser beam simultaneously with the distance measurement.

また、トータルステーション３００は、ターゲットを自動追尾して、このターゲットに対して光波を射出するようになっており、例えば、ニコントリンブル社製トータルステーション５６００ＡＴＳなどを用いることができる。このようなトータルステーション３００は一般的に、外部の情報処理装置と接続可能なインターフェイスが設けられている。   The total station 300 automatically tracks the target and emits a light wave to the target. For example, a total station 5600ATS manufactured by Nikon Control, Inc. can be used. Such a total station 300 is generally provided with an interface that can be connected to an external information processing apparatus.

本発明に係るトータルステーション用ターゲット１００及びトータルステーション３００と通信可能に接続されるパーソナルコンピュータ２００としては現在普及している汎用のものを用いることができる。トータルステーション用ターゲット１００及びトータルステーション３００とパーソナルコンピュータ２００とのデータ通信接続にはＲＳ２３２Ｃなどの規格の有線による通信を用いることができるし、また、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ／ｇ／ｎなどの通信規格の無線通信のいずれも用いることができる。   As the personal computer 200 that is communicably connected to the total station target 100 and the total station 300 according to the present invention, a general-purpose computer that is currently widely used can be used. For data communication connection between the total station target 100 and the total station 300 and the personal computer 200, wired communication of a standard such as RS232C can be used, and wireless communication of a communication standard such as IEEE802.11b / g / n can be used. Either can be used.

本発明に係るトータルステーション用ターゲット１００は、ポールを介して建設用作業機械の可動部に取り付けられ、トータルステーション３００がこれを自動追尾することによってトータルステーション用ターゲット１００の位置座標データが求められ、さらにこれから建設用作業機械の可動部の所定位置における位置座標データを算出するようにして用いられる。   The total station target 100 according to the present invention is attached to a movable part of a construction work machine via a pole, and the total station 300 automatically tracks the position coordinate data of the total station target 100, which is further constructed from now on. This is used so as to calculate position coordinate data at a predetermined position of the movable part of the work machine.

次に、このようなトータルステーション用ターゲット１００についてより詳しく説明する。図２は本発明の実施形態に係るトータルステーション用ターゲットの概略を説明する図である。図２は
本発明に係るトータルステーション用ターゲット１００は、概略、光学部１１０及び傾斜センサ部１２０の２つの機能部から構成されている。トータルステーション用ターゲット１００の光学部１１０には、トータルステーション３００から射出されるレーザー光を反射するプリズムなどが設けられており、これによりトータルステーション３００はプリズムを目標とし、トータルステーション用ターゲット１００を自動追尾することができるようになっている。この光学部１１０は従来の周知のものを適宜利用することが可能である。 Next, the total station target 100 will be described in more detail. FIG. 2 is a diagram for explaining the outline of the total station target according to the embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a total station target 100 according to the present invention, which is roughly composed of two functional units, an optical unit 110 and a tilt sensor unit 120. The optical unit 110 of the total station target 100 is provided with a prism or the like that reflects the laser light emitted from the total station 300, so that the total station 300 can target the prism and automatically track the total station target 100. It can be done. As this optical unit 110, a conventionally known one can be used as appropriate.

一方、本発明に係るトータルステーション用ターゲット１００においては、この光学部１１０と間の相対位置が変化することがないようにして傾斜センサ部１２０が固定されている。この傾斜センサ部１２０内に配されている第１傾斜センサ１２１及び第２傾斜センサ１２２によって、トータルステーション用ターゲット１００が、どの程度傾斜したかに係る情報を取得することができるようになっている。   On the other hand, in the total station target 100 according to the present invention, the tilt sensor unit 120 is fixed so that the relative position with the optical unit 110 does not change. The first tilt sensor 121 and the second tilt sensor 122 arranged in the tilt sensor unit 120 can acquire information related to how much the total station target 100 is tilted.

より具体的には、傾斜センサ部１２０内には、前記光学部１１０と間の相対位置が変化することがないように固定されると共に、水平面内におけるｘ軸の周りの傾き角度（β°）を検出する第１傾斜センサ１２１と、前記光学部１１０と間の相対位置が変化すること
がないように固定されると共に、水平面内における前記ｘ軸と直交するｙ軸の周りの傾き角度（α°）を検出する第２傾斜センサ１２２とが設けられている。 More specifically, the tilt sensor unit 120 is fixed so that the relative position with the optical unit 110 does not change, and the tilt angle (β °) around the x axis in the horizontal plane is fixed. Is fixed so that the relative position between the first inclination sensor 121 and the optical unit 110 does not change, and an inclination angle (α around the y axis orthogonal to the x axis in a horizontal plane) And a second inclination sensor 122 for detecting.

なお、本実施形態においては、前記ｘ軸と前記ｙ軸とが直交することを前提としたが、データ処理時における演算等が複雑となることを厭わなければ、ｘ軸とｙ軸とが直交するように構成することは必須の構成要件とはならない。   In the present embodiment, the x-axis and the y-axis are assumed to be orthogonal to each other. However, the x-axis and the y-axis are orthogonal to each other as long as the calculation during data processing is not complicated. It is not an indispensable component requirement.

また、第１傾斜センサ１２１によって検出された傾きデータである第１検出情報と、前記第２傾斜センサ１２２によって検出された傾きデータである第２検出情報とは、傾斜センサ部１２０内に設けられた出力部１２３から、外部にデータ出力されるようになっている。出力部１２３から出力されたデータは、有線又は無線によるデータ通信で、パーソナルコンピュータ２００に入力され、パーソナルコンピュータ２００において適宜データ処理される。   Further, first detection information that is inclination data detected by the first inclination sensor 121 and second detection information that is inclination data detected by the second inclination sensor 122 are provided in the inclination sensor unit 120. The output unit 123 outputs data to the outside. The data output from the output unit 123 is input to the personal computer 200 by wired or wireless data communication, and data processing is appropriately performed in the personal computer 200.

上記のように構成されるトータルステーション用ターゲット１００は、例えば長さＤのポール１３０を介して、建設用作業機械のブレードなどの可動部に取り付けられる。そして、パーソナルコンピュータ２００は、トータルステーション３００で取得される位置データと、第１傾斜センサ１２１によって検出された傾き角度データ（第１検出情報）と、前記第２傾斜センサ１２２によって検出された傾き角度データ（第２検出情報）と、から建設用作業機械の可動部の所定位置を算出するよう構成される。   The total station target 100 configured as described above is attached to a movable part such as a blade of a construction work machine via a pole 130 having a length D, for example. Then, the personal computer 200 includes the position data acquired by the total station 300, the tilt angle data (first detection information) detected by the first tilt sensor 121, and the tilt angle data detected by the second tilt sensor 122. (Second detection information) and a predetermined position of the movable part of the construction work machine is calculated.

次に、トータルステーション用ターゲット１００の変形例について説明する。図３は本発明の他の実施形態に係るトータルステーション用ターゲットの概略を説明する図である。先の図２に示す実施形態に係るトータルステーション用ターゲット１００においては、光学部１１０と傾斜センサ部１２０とが一体的に設けられていたが、図３に示す他の実施形態に係るトータルステーション用ターゲット１００においては、光学部１１０と傾斜センサ部１２０とは、ポール１３０の一部などからなる連結部１３１によって所定距離保たれて設けられるようになっている。   Next, a modification of the total station target 100 will be described. FIG. 3 is a diagram for explaining the outline of a total station target according to another embodiment of the present invention. In the total station target 100 according to the embodiment shown in FIG. 2, the optical unit 110 and the inclination sensor unit 120 are provided integrally. However, the total station target 100 according to another embodiment shown in FIG. In FIG. 2, the optical unit 110 and the tilt sensor unit 120 are provided with a predetermined distance maintained by a connecting unit 131 including a part of the pole 130 or the like.

このような実施形態においても傾斜センサ部１２０内には、光学部１１０と間の相対位置が変化することがないように固定されると共に、水平面内におけるｘ軸の周りの傾き角度（β°）を検出する第１傾斜センサ１２１と、前記光学部１１０と間の相対位置が変化することがないように固定されると共に、水平面内における前記ｘ軸と直交するｙ軸の周りの傾き角度（α°）を検出する第２傾斜センサ１２２と、第１傾斜センサ１２１によって検出された傾きデータである第１検出情報と、前記第２傾斜センサ１２２によって検出された傾きデータである第２検出情報とを外部にデータ出力する出力部１２３とが設けられることにより、先の実施形態と同様の機能を付与させることができる。   Even in such an embodiment, the tilt sensor unit 120 is fixed so that the relative position between the optical unit 110 and the tilt sensor unit 120 does not change, and the tilt angle (β °) around the x-axis in the horizontal plane is fixed. Is fixed so that the relative position between the first inclination sensor 121 and the optical unit 110 does not change, and an inclination angle (α around the y axis orthogonal to the x axis in a horizontal plane) )), First detection information that is inclination data detected by the first inclination sensor 121, and second detection information that is inclination data detected by the second inclination sensor 122. By providing the output unit 123 that outputs data to the outside, the same function as in the previous embodiment can be provided.

以上のように構成されるトータルステーション用ターゲット１００から取得されるデータに基づいて、建設用作業機械の可動部の所定位置を算出する方法を具体的に説明する。以下において、図２に示すように、トータルステーション用ターゲット１００が長さＤのポール１３０に取り付けられている場合に基づいて説明する。トータルステーション用ターゲット１００における位置座標データ（ｘo，ｙo，ｚo）がトータルステーション３０
０で取得され、第１傾斜センサ１２１によって傾き角度データβ°が、また、第２傾斜センサ１２２によって傾き角度データα°が検出されたときにおけるポール１３０先端部における位置座標データ（ｘ’，ｙ’，ｚ’）を算出する方法について説明する。 A method of calculating the predetermined position of the movable part of the construction work machine based on the data acquired from the total station target 100 configured as described above will be specifically described. In the following, description will be made based on the case where the total station target 100 is attached to a pole 130 having a length D as shown in FIG. The position coordinate data (x o , yo , z o ) in the total station target 100 is the total station 30.
The position coordinate data (x ′, y at the tip of the pole 130 when the tilt angle data β ° is detected by the first tilt sensor 121 and the tilt angle data α ° is detected by the second tilt sensor 122. A method for calculating ', z') will be described.

図４は本発明の実施形態に係るトータルステーション用ターゲット１００を用いた位置座標データの算出工程を説明する図である。図において、Ａはトータルステーション用ターゲット１００における位置座標データ（ｘo，ｙo，ｚo）を示しており、Ｂはポール１
３０の先端部における位置座標データ（ｘ’，ｙ’，ｚ’）を示している。 FIG. 4 is a view for explaining the position coordinate data calculation process using the total station target 100 according to the embodiment of the present invention. In the figure, A indicates position coordinate data (x o , yo , z o ) in the total station target 100, and B indicates pole 1
The position coordinate data (x ′, y ′, z ′) at the tip of 30 is shown.

また、Ａ’−Ｂ’はＡ−Ｂをｘｚ平面に投影したものを示している。このとき図４（Ａ）に示すように定義されるα°が、第２傾斜センサ１２２が検出する傾き角度として定義される。また、Ａ’’−Ｂ’’はＡ−Ｂをｙｚ平面に投影したものを示している。このとき図４（Ｂ）に示すように定義されるβ°が、第１傾斜センサ１２１が検出する傾き角度として定義される。   A'-B 'is a projection of AB on the xz plane. At this time, α ° defined as shown in FIG. 4A is defined as the tilt angle detected by the second tilt sensor 122. A ″ -B ″ indicates a projection of AB on the yz plane. At this time, β ° defined as shown in FIG. 4B is defined as the tilt angle detected by the first tilt sensor 121.

図５は直線Ａ−Ｂのｘｚ平面投影である直線Ａ’−Ｂ’を示す図である。当該図から下記（１）式を得ることができる。   FIG. 5 is a diagram illustrating a straight line A′-B ′ that is an xz plane projection of the straight line AB. From the figure, the following equation (1) can be obtained.

Figure 2011247652
また、図６は直線Ａ−Ｂのｙｚ平面投影である直線Ａ’’−Ｂ’’を示す図である。当該図から下記（２）式を得ることができる。
Figure 2011247652
 FIG. 6 is a diagram showing a straight line A ″ -B ″ that is a yz plane projection of the straight line AB. From the figure, the following equation (2) can be obtained.

Figure 2011247652
また、点Ａと点Ｂとの間の距離はＤであるので下記（３）式が成立する。
Figure 2011247652
 Further, since the distance between the point A and the point B is D, the following equation (3) is established.

Figure 2011247652
（１）式と（２）式とを（３）式に代入することにより、下記（４）式を得ることができる。
Figure 2011247652
 By substituting the equations (1) and (2) into the equation (3), the following equation (4) can be obtained.

Figure 2011247652
ただし、
Figure 2011247652
 However,

Figure 2011247652
また、（４）式を（１）式に代入することによって下記（６）式を得ることができる。
Figure 2011247652
 Further, the following formula (6) can be obtained by substituting the formula (4) into the formula (1).

Figure 2011247652
同様にして、（４）式を（２）式に代入することによって下記（７）式を得ることができる。
Figure 2011247652
 Similarly, the following formula (7) can be obtained by substituting the formula (4) into the formula (2).

Figure 2011247652
以上に示すように、トータルステーション用ターゲット１００における位置座標データ（ｘo，ｙo，ｚo）と、第１傾斜センサ１２１が検出する傾き角度β°と、第２傾斜セン
サ１２２が検出する傾き角度α°とから、ポール１３０の先端部における位置座標データ（ｘ’，ｙ’，ｚ’）を求めることができる。同様にして、ポール１３０が取り付けられた建設用作業機械における可動部の所定位置の位置座標データについても、パーソナルコンピュータ２００によって算出することができる。
Figure 2011247652
 As described above, the position coordinate data (x o , yo , z o ) in the total station target 100, the inclination angle β ° detected by the first inclination sensor 121, and the inclination angle detected by the second inclination sensor 122. The position coordinate data (x ′, y ′, z ′) at the tip of the pole 130 can be obtained from α °. Similarly, the position coordinate data of a predetermined position of the movable part in the construction work machine to which the pole 130 is attached can be calculated by the personal computer 200.

次に、以上のようなトータルステーション用ターゲット１００を建設用作業機械の可動部に取り付けて該可動部を制御する実施形態について説明する。図７は本発明の実施形態に係るトータルステーション用ターゲット１００による検出データに基づいて排土ブレード４１３を制御する方法を説明する図である。図７においては、建設用作業機械としてブルドーザー４００を例にとり、その可動部である排土ブレード４１３にトータルステーション用ターゲット１００を取り付けて、設計データ（仕上げ面高さデータ）に基づいて排土ブレード４１３の高さを制御する例について説明する。   Next, an embodiment in which the total station target 100 as described above is attached to a movable part of a construction work machine and the movable part is controlled will be described. FIG. 7 is a view for explaining a method of controlling the earth removal blade 413 based on the detection data by the total station target 100 according to the embodiment of the present invention. In FIG. 7, a bulldozer 400 is taken as an example of a construction work machine, the target 100 for the total station is attached to the earthing blade 413 that is a movable part, and the earthing blade 413 is based on the design data (finished surface height data). An example of controlling the height of the image will be described.

ブルドーザー４００においては、排土ブレード４１３を有しており、この排土ブレード４１３がブレード昇降機構部４１２によって昇降されるように構成されている。ブレード昇降制御部４１１は通信部４１０で受信される指令に基づいて、ブレード昇降機構部４１２に対する制御指令を発するようになっている。   The bulldozer 400 has a soil removal blade 413, and this soil removal blade 413 is configured to be lifted and lowered by a blade lifting mechanism 412. The blade lifting control unit 411 issues a control command to the blade lifting mechanism unit 412 based on a command received by the communication unit 410.

パーソナルコンピュータ２００は、トータルステーション用ターゲット１００からデータ（距離、鉛直角度、水平角度）を取得して、それに基づいてトータルステーション用ターゲット１００の位置座標データ位置座標データ（ｘo，ｙo，ｚo）を算出する。一方、
パーソナルコンピュータ２００は、トータルステーション用ターゲット１００の出力部１２３から無線通信によりその傾きデータ（α°、β°）を取得して、排土ブレード４１３の最下部における所定位置の位置座標データ（ｘ’，ｙ’，ｚ’）を算出することができるようになっている。なお、簡単のために、ポール１３０が延在する方向に排土ブレード４１３の最下部が存在するものとする。また、ポール１３０は、排土ブレード４１３の上部における、排土ブレード４１３の幅方向略中央付近に取り付けられている。本例では、トータルステーション用ターゲット１００から距離Ｄのところに、排土ブレード４１３の最下部における（ｘ’，ｙ’，ｚ’）がくるものとする。また、パーソナルコンピュータ２００は、仕上げ面高さデータに係る設計データ２１０をその記憶手段に有しており、これを参照することができるようになっている。また、パーソナルコンピュータ２００からは、ブルドーザー４００の通信部４１０に対して制御指令を送信可能に構成されている。 The personal computer 200 obtains data (distance, vertical angle, horizontal angle) from the total station target 100, and based on the data, the position coordinate data (x o , yo , z o ) of the total station target 100 is obtained. calculate. on the other hand,
The personal computer 200 acquires the inclination data (α °, β °) from the output unit 123 of the total station target 100 by wireless communication, and the position coordinate data (x ′, y ′, z ′) can be calculated. For the sake of simplicity, it is assumed that the lowermost portion of the soil removal blade 413 exists in the direction in which the pole 130 extends. The pole 130 is attached to the upper portion of the soil removal blade 413 near the center of the soil removal blade 413 in the width direction. In this example, it is assumed that (x ′, y ′, z ′) at the lowermost portion of the soil removal blade 413 comes at a distance D from the target 100 for the total station. Further, the personal computer 200 has design data 210 relating to the finished surface height data in its storage means, and can refer to this. Further, the personal computer 200 is configured to be able to transmit a control command to the communication unit 410 of the bulldozer 400.

以上のような構成に基づくブルドーザー４００の排土ブレード４１３の昇降制御のための処理について説明する。図８は本発明の実施形態に係るトータルステーション用ターゲ
ット１００による排土ブレード４１３の制御フローチャートの一例を示す図である。このような制御フローチャートは例えばパーソナルコンピュータ２００において実行される。 Processing for raising and lowering the earth removal blade 413 of the bulldozer 400 based on the above configuration will be described. FIG. 8 is a diagram showing an example of a control flowchart of the earth discharging blade 413 by the total station target 100 according to the embodiment of the present invention. Such a control flowchart is executed in the personal computer 200, for example.

図８において、ステップＳ１００で、パーソナルコンピュータ２００による処理が開始されると、続いて、ステップＳ１０１で、トータルステーション３００から、トータルステーション用ターゲット１００の位置測定情報（距離、鉛直角度、水平角度）を取得する。そして、次に、ステップＳ１０２で、取得された距離、鉛直角度、水平角度から直交座標系（ｘo，ｙo，ｚo）位置情報を演算する。 In FIG. 8, when the processing by the personal computer 200 is started in step S100, subsequently, in step S101, position measurement information (distance, vertical angle, horizontal angle) of the total station target 100 is acquired from the total station 300. . Next, in step S102, the Cartesian coordinate system (x o , yo , z o ) position information is calculated from the acquired distance, vertical angle, and horizontal angle.

続いて、ステップＳ１０３において、トータルステーション用ターゲット１００から第１傾斜センサ１２１及び第２傾斜センサ１２２の傾き角度情報（α°、β°））を受信する。続いて、ステップＳ１０４において、ブレード最下部の位置情報（ｘ’，ｙ’，ｚ’）を算出する。なお、この算出のためには、図４乃至図６に関連して説明した算出方法が用いられる。ステップＳ１０５では、ステップＳ１０４で算出されたｚ’と、仕上げ面の高さとして定義される設計データ２１０との比較を行う。   Subsequently, in step S103, the tilt angle information (α °, β °) of the first tilt sensor 121 and the second tilt sensor 122 is received from the total station target 100. Subsequently, in step S104, position information (x ', y', z ') at the bottom of the blade is calculated. For this calculation, the calculation method described in relation to FIGS. 4 to 6 is used. In step S105, z ′ calculated in step S104 is compared with design data 210 defined as the height of the finished surface.

ステップＳ１０６においては、ステップＳ１０６における比較結果の乖離が所定値以上であるか否かが判定される。ステップＳ１０６における判定結果がＮＯである場合には、再びステップＳ１０１に戻りループする。一方、判定結果がＹＥＳである場合には、ステップＳ１０７に進み、ブルドーザー４００の通信部４１０に対して、ブレードの昇降動作に関する制御指令を送信する。   In step S106, it is determined whether or not the difference between the comparison results in step S106 is a predetermined value or more. If the determination result in step S106 is NO, the process returns to step S101 and loops again. On the other hand, if the determination result is YES, the process proceeds to step S107, and a control command related to the lifting / lowering operation of the blade is transmitted to the communication unit 410 of the bulldozer 400.

以上のように、本発明のトータルステーション用ターゲット１００及びそれを用いた建設用作業機械（ブルドーザー４００）の制御方法によれば、トータルステーション用ターゲット１００の傾斜を考慮した精度の高い水平座標位置データを求めることが可能となる。また、このようなデータに基づいて建設用作業機械の可動部（排土ブレード４１３）を制御するので、精度の高い制御を行うことができるようになる。   As described above, according to the control method of the total station target 100 and the construction work machine (bulldozer 400) using the same according to the present invention, highly accurate horizontal coordinate position data is obtained in consideration of the inclination of the total station target 100. It becomes possible. Further, since the movable part (the earth discharging blade 413) of the construction work machine is controlled based on such data, it becomes possible to perform highly accurate control.

次に本発明の他の実施形態について説明する。図９は本発明の他の実施形態に係るトータルステーション用ターゲットの概略を説明する図である。図９に示す実施形態は、トータルステーション用ターゲット１００頂部の天面において、取り付け位置決め用目印が設けられている点で、先の実施形態と相違するものである。図９において、図２と同様の符号が付されている構成については、先の実施形態と同様のものであるので説明を省略する。   Next, another embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a diagram for explaining the outline of a total station target according to another embodiment of the present invention. The embodiment shown in FIG. 9 is different from the previous embodiment in that an attachment positioning mark is provided on the top surface of the top of the total station target 100. In FIG. 9, the components denoted by the same reference numerals as those in FIG.

これまで説明してきたように、第１傾斜センサ１２１はｘ軸の周りの傾き角度（β°）を検出し、第２傾斜センサ１２２はｙ軸の周りの傾き角度（α°）を検出するが、上記のようなｘ軸と、ｙ軸とを把握した上で、トータルステーション用ターゲット１００を建設用作業機械の可動部に取り付けることができれば、建設用作業機械の可動部における所定位置の算出を行いやすい。そこで、本実施形態では、トータルステーション用ターゲット１００の天面において、取り付け位置決め用目印１４０を設けて、ｘ軸とｙ軸とを目視によって把握可能に構成している。   As described above, the first tilt sensor 121 detects the tilt angle (β °) around the x axis, and the second tilt sensor 122 detects the tilt angle (α °) around the y axis. If the total station target 100 can be attached to the movable part of the construction work machine after grasping the x-axis and the y-axis as described above, the predetermined position in the movable part of the construction work machine is calculated. Cheap. Therefore, in the present embodiment, an attachment positioning mark 140 is provided on the top surface of the total station target 100 so that the x-axis and the y-axis can be grasped visually.

取り付け位置決め用目印１４０は、２つの取り付け位置決め用の照準線である第１位置決め用目印１４１及び第２位置決め用目印１４２からなっている。第１位置決め用目印１４１は第１傾斜センサ１２１が傾きを検出するときに基準とするｘ軸の方向を示し、第２位置決め用目印１４２は第２傾斜センサ１２２が傾きを検出するときに基準とするｙ軸の方向を示している。   The attachment positioning mark 140 includes a first positioning mark 141 and a second positioning mark 142, which are two sighting lines for attachment positioning. The first positioning mark 141 indicates the x-axis direction used as a reference when the first tilt sensor 121 detects tilt, and the second positioning mark 142 is used as a reference when the second tilt sensor 122 detects tilt. The direction of the y axis is shown.

以上のような第１位置決め用目印１４１及び第２位置決め用目印１４２からなる取り付
け位置決め用目印１４０が設けられたトータルステーション用ターゲット１００によれば、建設用作業機械の可動部における第１の所定位置と、さらにこれとは異なる第２の所定位置を算出することが容易となる。このことを建設用作業機械としてブルドーザー４００を例にとり、その可動部である排土ブレード４１３にトータルステーション用ターゲット１００を取り付ける場合で説明する。なお、以下、図７に示すブルドーザー４００と同じものを例にとり説明する。 According to the total station target 100 provided with the mounting positioning mark 140 including the first positioning mark 141 and the second positioning mark 142 as described above, the first predetermined position in the movable portion of the construction work machine Further, it becomes easy to calculate a second predetermined position different from this. This will be described by taking the bulldozer 400 as an example of the construction work machine and attaching the total station target 100 to the earth removal blade 413 which is a movable part thereof. Hereinafter, the same example as the bulldozer 400 shown in FIG. 7 will be described as an example.

図１０は、図９に示す他の実施形態に係るトータルステーション用ターゲット１００の排土ブレード４１３への適用例を説明する図である。図１０に示す適用例においては、トータルステーション用ターゲット１００を排土ブレード４１３に取り付ける際には、第１位置決め用目印１４１及び第２位置決め用目印１４２を参照して、排土ブレード４１３の幅方向がｘ軸方向と同方向となるように、また、ブルドーザー４００の進行方向がｙ軸方向と同方向となるようにして取り付ける。さらに、ポール１３０は、排土ブレード４１３の上部における、排土ブレード４１３の幅方向の一方端付近に取り付けられている。これにより、
上記のような適用例によれば、トータルステーション用ターゲット１００から距離Ｄのところにある、排土ブレード４１３の最下部（ｘ’，ｙ’，ｚ’）が、これまで説明した方法と同様の方法により算出可能であると共に、（ｘ’，ｙ’，ｚ’）から排土ブレード４１３の幅方向にＷ移動した点（ｘ’’，ｙ’’，ｚ’’）を第２傾斜センサ１２２で検出される傾き角度（α°）に基づいて容易に算出することができる。 FIG. 10 is a diagram for explaining an application example of the total station target 100 according to another embodiment shown in FIG. 9 to the earth discharging blade 413. In the application example shown in FIG. 10, when the total station target 100 is attached to the soil removal blade 413, the width direction of the soil removal blade 413 is determined with reference to the first positioning mark 141 and the second positioning mark 142. The bulldozer 400 is attached so that the traveling direction of the bulldozer 400 is in the same direction as the y-axis direction. Furthermore, the pole 130 is attached to the upper part of the soil removal blade 413 near one end in the width direction of the soil removal blade 413. This
According to the application example as described above, the lowermost part (x ′, y ′, z ′) of the soil removal blade 413 at a distance D from the target for total station 100 is the same method as described above. And the point (x ″, y ″, z ″) moved in the width direction of the soil removal blade 413 from (x ′, y ′, z ′) by the second inclination sensor 122. It can be easily calculated based on the detected tilt angle (α °).

以上のような実施形態によれば、建設用作業機械の可動部における第１の所定位置と、さらにこれとは異なる第２の所定位置を算出することが容易となり、第１の所定位置及び第２の所定位置の２つの位置に基づいて、建設用作業機械の可動部を制御することで、より精度の高い制御を行うことができるようになる。   According to the embodiment as described above, it is easy to calculate the first predetermined position in the movable part of the construction work machine and the second predetermined position different from the first predetermined position. By controlling the movable part of the construction work machine based on the two predetermined positions, more accurate control can be performed.

次に、本発明に係るトータルステーション用ターゲット１００を他の建設用作業機械の可動部に取り付けて該可動部を制御する他の実施形態について説明する。図１１は本発明の実施形態に係るトータルステーション用ターゲット１００による検出データに基づいてスクリード５５０を制御する方法を説明する図であり、また、図１２はトータルステーション用ターゲット１００を用いたスクリード５５０制御システムのブロック構成の概略を示す図である。また、図１１及び図１２においては、建設用作業機械としてスリップフォームぺーバー５００を例にとり、その可動部であるスクリード５５０にトータルステーション用ターゲット１００を２基取り付けて、設計データ（仕上げ面高さデータ）に基づいてスクリード５５０の高さを制御する例について説明する。   Next, another embodiment in which the total station target 100 according to the present invention is attached to a movable part of another construction work machine and the movable part is controlled will be described. FIG. 11 is a view for explaining a method of controlling the screed 550 based on the detection data by the total station target 100 according to the embodiment of the present invention, and FIG. 12 shows a screed 550 control system using the total station target 100. It is a figure which shows the outline of a block structure. In FIGS. 11 and 12, a slip form paver 500 is taken as an example of a construction work machine, and two total station targets 100 are attached to a screed 550 that is a movable part, and design data (finished surface height data) is obtained. ), An example of controlling the height of the screed 550 will be described.

図１１及び図１２において、５００はスリップフォームぺーバー、５０１は主制御部、５０２は通信部、５１０は右前クローラー走行部、５１１は右前昇降制御部、５１２は右前昇降機構部、５１５は右前連結部、５２０は左前クローラー走行部、５２１は左前昇降制御部、５２２は左前昇降機構部、５２５は左前連結部、５３０は右後クローラー走行部、５３１は右後昇降制御部、５３２は右後昇降機構部、５３５は右後連結部、５４０は左後クローラー走行部、５４１は左後昇降制御部、５４２は左後昇降機構部、５４５は左後連結部、５５０はスクリードをそれぞれ示している。   11 and 12, 500 is a slip foam paver, 501 is a main control unit, 502 is a communication unit, 510 is a front right crawler running unit, 511 is a front right elevating control unit, 512 is a front right elevating mechanism unit, and 515 is a front right connection. 520 is a left front crawler traveling unit, 521 is a left front lifting control unit, 522 is a left front lifting mechanism unit, 525 is a left front connecting unit, 530 is a right rear crawler traveling unit, 531 is a right rear lifting control unit, and 532 is a right rear lifting unit. The mechanical part 535 is a right rear connecting part, 540 is a left rear crawler traveling part, 541 is a left rear raising / lowering control part, 542 is a left rear raising / lowering mechanism part, 545 is a left rear raising part, and 550 is a screed.

図１１に示すようなスリップフォームぺーバー５００は、滑走路や道路のような、同一断面の連続した舗装構造物を構築するために、コンクリート等の舗装材を所定の形状に成形するスリップフォーム工法で用いられるものである。このスリップフォーム工法では、ダンプ等の運搬車両から供給された舗装材を、スリップフォームペーバ５００を使用して、舗装材を敷き均し、所定の断面形状に成形する。   A slip foam paper 500 as shown in FIG. 11 is a slip foam method for forming a pavement material such as concrete into a predetermined shape in order to construct a continuous pavement structure having the same cross section, such as a runway or a road. It is used in. In this slip form method, the pavement material supplied from a transport vehicle such as a dump truck is leveled using a slip form paver 500 and formed into a predetermined cross-sectional shape.

このスリップフォーム工法に使用されるスリップフォームペーバ５００は、前後左右に設けられた自走式の台車であるクローラー走行部５１０、５２０、５３０、５４０と、これらクローラー走行部と連結部５１５、５２５、５３５、５４５によって連結され、所定の断面形状に舗装材を敷き均すスクリード５５０と、を有して構成されている。   The slip foam paver 500 used in this slip foam construction method is a crawler traveling unit 510, 520, 530, 540, which is a self-propelled carriage provided in the front, rear, left, and right, and these crawler traveling units and connecting portions 515, 525. , 535 and 545, and a screed 550 that spreads the paving material in a predetermined cross-sectional shape.

それぞれのクローラー走行部５１０、５２０、５３０、５４０には、速度ｖを制御するための速度制御機構部と、それぞれのクローラー走行部の操舵角θfr、θfl、θrr、θrlを制御するための操舵角制御機構部、及び、前記連結部５１５、５２５、５３５、５４５の高さｈfr、ｈfl、ｈrr、ｈrlを制御するための昇降機構部５１２、５２２、５３２、５４２が設けられている。 Each crawler traveling unit 510, 520, 530, 540 controls a speed control mechanism unit for controlling the speed v and steering angles θ fr , θ fl , θ rr , θ rl of each crawler traveling unit. A steering angle control mechanism for controlling the heights h fr , h fl , h rr , h rl of the connecting parts 515, 525, 535, 545. Is provided.

スリップフォーム工法においては、スクリード５５０の高さにより仕上げ面の高さが決定されるが、スクリード５５０の高さは、昇降機構部５１２、５２２、５３２、５４２によって高さｈfr、ｈfl、ｈrr、ｈrlが調整されることによって決めることができる。 In the slip form method, the height of the finished surface is determined by the height of the screed 550. The height of the screed 550 is increased by the heights h fr , h fl , h by the lifting mechanisms 512, 522, 532, and 542. It can be determined by adjusting rr and hrl .

そこで、上記のような昇降機構部５１２、５２２、５３２、５４２に対する高さ制御の指令値を算出するために、本実施形態においては、スリップフォームぺーバー５００（建設用作業機械）の可動部であるスクリード５５０の位置をトータルステーション用ターゲット１００により把握するようにしている。より具体的には、スリップフォームぺーバー５００の長手方向両端部それぞれに本発明に係るトータルステーション用ターゲット１００ｒ、１００ｌを図示するように設ける。ここで、スクリード５５０で均そうとする道路などの幅員方向に傾斜が存在しないような場合においても、トータルステーション用ターゲット１００を１基のみ設けるようにするのではなく、スクリード５５０の両端にトータルステーション用ターゲット１００を２基設けることが重要である。なぜならば、スクリード５５０にはたわみやねじれが生じるので、１基のトータルステーション用ターゲット１００でスクリード５５０の底面部の高さを算出すると、所定の精度を得ることができないからである。   Therefore, in order to calculate the height control command value for the lifting mechanism units 512, 522, 532, and 542 as described above, in the present embodiment, the movable portion of the slip form pager 500 (construction work machine) is used. The position of a screed 550 is grasped by the total station target 100. More specifically, the total station targets 100r and 100l according to the present invention are provided at both ends in the longitudinal direction of the slip foam paper 500 as shown in the figure. Here, even in the case where there is no inclination in the width direction such as a road to be leveled by the screed 550, the total station target is not provided at the both ends of the screed 550, but only one total station target 100 is provided. It is important to provide two 100s. This is because the screed 550 is bent and twisted, and therefore, if the height of the bottom surface portion of the screed 550 is calculated with one total station target 100, a predetermined accuracy cannot be obtained.

トータルステーション用ターゲット１００ｒの位置座標（ｘ1，ｙ1，ｚ1）に係るデー
タを得るために、トータルステーション用ターゲット１００ｒを自動追尾するトータルステーション３００ｒが、また、トータルステーション用ターゲット１００ｌの位置座標（ｘ2，ｙ2，ｚ2）に係るデータを得るために、トータルステーション用ターゲット１００
ｌを自動追尾するトータルステーション３００ｌが設けられ、トータルステーション３００ｒ、３００ｌで取得されたデータ（距離、鉛直角度、水平角度）は、パーソナルコンピュータ２００に入力され、先の２つの位置座標が演算される。 In order to obtain data related to the position coordinates (x 1 , y 1 , z 1 ) of the total station target 100r, the total station 300r that automatically tracks the total station target 100r is also used, and the position coordinates (x 2 , In order to obtain data relating to y 2 , z 2 ), the total station target 100
A total station 300l that automatically tracks 1 is provided, and data (distance, vertical angle, horizontal angle) acquired by the total stations 300r and 300l is input to the personal computer 200, and the two previous position coordinates are calculated.

さらに、パーソナルコンピュータ２００は、トータルステーション用ターゲット１００ｒ、１００ｌの各出力部から無線通信によりそれぞれの傾きデータ（αr°、βr°及びαl°、βl°）を取得して、スクリード５５０の両端部における最下部置の位置座標データ（ｘ1’，ｙ1’，ｚ1’）及び（ｘ2’，ｙ2’，ｚ2’）を算出することができるようになっている。 Furthermore, the personal computer 200 acquires the respective inclination data (α r °, β r ° and α l °, β l °) by wireless communication from the output units of the total station targets 100r and 100l, and the screed 550 The position coordinate data (x 1 ′, y 1 ′, z 1 ′) and (x 2 ′, y 2 ′, z 2 ′) at the lowermost positions at both ends can be calculated.

なお、本例では、トータルステーション用ターゲット１００ｒから鉛直下方に向け距離Ｄ1のところに、スクリード５５０の位置座標（ｘ1’，ｙ1’，ｚ1’）が、また、トータルステーション用ターゲット１００ｌから鉛直下方に向け距離Ｄ2のところに、スクリー
ド５５０の最下部の位置座標（ｘ2’，ｙ2’，ｚ2’）が配されるように設定されている
。これにより、式（１）乃至式（７）で説明した算出方法を適用することにより、（ｘ1
’，ｙ1’，ｚ1’）及び（ｘ2’，ｙ2’，ｚ2’）を算出することができる。 In this example, the position coordinates (x 1 ′, y 1 ′, z 1 ′) of the screed 550 are perpendicular to the total station target 100 l at a distance D 1 vertically downward from the total station target 100 r. The position coordinates (x 2 ′, y 2 ′, z 2 ′) at the bottom of the screed 550 are set so as to be placed at a distance D 2 facing downward. Thus, by applying the calculation method described in the equations (1) to (7), (x 1
', Y 1 ', z 1 ') and (x 2 ', y 2 ', z 2 ') can be calculated.

パーソナルコンピュータ２００は、スクリード５５０で均す仕上げ面の高さデータに係
る設計データ２１０をその記憶手段に有しており、これを参照することができるようになっている。また、パーソナルコンピュータ２００からは、スリップフォームぺーバー５００の通信部５０２に対して制御指令を送信可能に構成されている。 The personal computer 200 has design data 210 relating to the height data of the finished surface leveled by the screed 550 in its storage means so that it can be referred to. Further, the personal computer 200 is configured to be able to transmit a control command to the communication unit 502 of the slip form paper 500.

スリップフォームぺーバー５００においては、連結部５１５、５２５、５３５、５４５の高さｈfr、ｈfl、ｈrr、ｈrlを調整する昇降機構部５１２、５２２、５３２、５４に対して、昇降制御部５１１、５２１、５３１、５３１が制御指令を行うようになっており、この制御指令は主制御部５０１から送信される。主制御部５０１に対する指令は、通信部５０２を介して、パーソナルコンピュータ２００から受信することができるようになっている。 In the slip foam pager 500, the lift control is performed with respect to the lift mechanisms 512, 522, 532, and 54 that adjust the heights h fr , h fl , h rr , and h rl of the connecting portions 515, 525, 535, and 545. The units 511, 521, 531, and 531 issue control commands, and the control commands are transmitted from the main control unit 501. A command for the main control unit 501 can be received from the personal computer 200 via the communication unit 502.

以上のような構成に基づくスリップフォームぺーバー５００のスクリード５５０の昇降制御のための処理について説明する。図１３は本発明の実施形態に係るトータルステーション用ターゲット１００によるスクリード５５０の制御フローチャートの一例を示す図である。このような制御フローチャートは例えばパーソナルコンピュータ２００において実行される。   Processing for raising and lowering the screed 550 of the slip foam pavers 500 based on the above configuration will be described. FIG. 13 is a diagram showing an example of a control flowchart of the screed 550 by the total station target 100 according to the embodiment of the present invention. Such a control flowchart is executed in the personal computer 200, for example.

ステップＳ２００で、パーソナルコンピュータ２００による処理が開始されると、続いて、ステップＳ２０１において、トータルステーション３００ｒ、３００ｌから、それぞれが自動追尾しているトータルステーション用ターゲット１００ｒ、１００ｌの位置測定情報（距離、鉛直角度、水平角度）を取得する。   When processing by the personal computer 200 is started in step S200, subsequently, in step S201, position measurement information (distance, vertical angle) of the total station targets 100r and 100l that are automatically tracked from the total stations 300r and 300l, respectively. , Horizontal angle).

ステップＳ２０２では、トータルステーション３００ｒ、３００ｌから取得された距離、鉛直角度、水平角度に基づいて、それぞれのターゲットの直交座標系位置情報（ｘ1，
ｙ1，ｚ1）及び（ｘ2，ｙ2，ｚ2）を演算する。 In step S202, based on the distance, vertical angle, and horizontal angle acquired from the total stations 300r and 300l, the orthogonal coordinate system position information (x 1 ,
y 1 , z 1 ) and (x 2 , y 2 , z 2 ) are calculated.

ステップＳ２０３においては、左右のトータルステーション用ターゲット１００ｒ、１００ｌから、それぞれの傾斜センサ部１２０における第１傾斜センサ１２１、第２傾斜センサ１２２で検出された傾斜センサ検出情報（αr，βr）及び（αl，βl）を受信する。 In step S203, the inclination sensor detection information (α r , β r ) detected by the first inclination sensor 121 and the second inclination sensor 122 in the respective inclination sensor units 120 from the left and right total station targets 100r, 100l and ( α l , β l ) are received.

ステップＳ２０４では、トータルステーション３００ｒの位置座標（ｘ1，ｙ1，ｚ1）
と傾斜センサ検出情報（αr，βr）とからスクリード５５０の右端下部の位置情報（ｘ1
’，ｙ1’，ｚ1’）を算出し、トータルステーション３００ｌの位置座標（ｘ2，ｙ2，ｚ2）と傾斜センサ検出情報（αl，βl）とからスクリード５５０の左端下部の位置情報（
ｘ2’，ｙ2’，ｚ2’）を算出する。このときの算出方法は、これまでに説明したものを
用いることができる。 In step S204, the position coordinates (x 1 , y 1 , z 1 ) of the total station 300r.
And tilt sensor detection information (α r , β r ), position information (x 1
', Y 1 ', z 1 '), and the position of the lower left end of the screed 550 is calculated from the position coordinates (x 2 , y 2 , z 2 ) of the total station 300l and the inclination sensor detection information (α l , β l ). information(
x 2 ', y 2 ', z 2 ') is calculated. As the calculation method at this time, the one described so far can be used.

ステップＳ２０５では、ステップＳ２０４で算出されたｚ1’及びｚ2’を、仕上げ面の高さとして規定されている設計データ２１０との比較を行う。 In step S205, z 1 ′ and z 2 ′ calculated in step S204 are compared with design data 210 defined as the height of the finished surface.

ステップＳ２０６では、ステップＳ２０５の比較に基づいて各昇降部の目標高さ（ｈfr，ｈfl，ｈrr，ｈrl）を演算し、ステップＳ２０７で、スリップフォームぺーバー５００の通信部５０２に対し、昇降部制御指令を送信する。 In step S206, the target height (h fr , h fl , h rr , h rl ) of each lifting unit is calculated based on the comparison in step S205, and in step S207, the communication unit 502 of the slip form paper 500 is determined. The elevator control command is transmitted.

以上、本発明のトータルステーション用ターゲット１００及びそれを用いた建設用作業機械（スリップフォームぺーバー５００）の制御方法によれば、トータルステーション用ターゲット１００の傾斜を考慮した精度の高い水平座標位置データを求めることが可能となる。また、このようなデータに基づいて建設用作業機械の可動部（スクリード５５０）を制御するので、精度の高い制御を行うことができるようになる。   As described above, according to the control method for the total station target 100 and the construction work machine (slip form paper 500) using the total station target 100 according to the present invention, highly accurate horizontal coordinate position data is obtained in consideration of the inclination of the total station target 100. It becomes possible. Moreover, since the movable part (screed 550) of the construction work machine is controlled based on such data, it becomes possible to perform highly accurate control.

次に、本発明に係るトータルステーション用ターゲット１００を他の建設用作業機械の可動部に取り付けて該可動部を制御する他の実施形態について説明する。図１４は本発明の実施形態に係るトータルステーション用ターゲットをスリップフォーム装置に適用した例を説明する図である。   Next, another embodiment in which the total station target 100 according to the present invention is attached to a movable part of another construction work machine and the movable part is controlled will be described. FIG. 14 is a view for explaining an example in which the total station target according to the embodiment of the present invention is applied to a slip foam apparatus.

図１４に示すスリップフォーム装置６００において、先の図１１に示す実施形態と同様の参照番号が付された構成につては同様のものであるので説明を省略する。本実施形態におけるスリップフォーム装置６００では、先のスクリード５５０に代えて、中央連結部６０５が設けられている。そして、この中央連結部６０５から延在する側方連結部６１０の先端部に、型枠（スリップフォーム）６２０が設けられる構成となっている。このようなスリップフォーム装置６００によれば、型枠（スリップフォーム）６２０に対して、不図示の注入装置により、コンクリートが矢印Ｃのごとく注入されつつ、さらに、クローラー走行部５１０、５２０、５３０、５４０によって型枠（スリップフォーム）６２０が移動されることで、連続的なコンクリート成形物を施工することが可能となる。   In the slip foam apparatus 600 shown in FIG. 14, the same reference numerals as those in the previous embodiment shown in FIG. In the slip form apparatus 600 in the present embodiment, a central connecting portion 605 is provided instead of the previous screed 550. A form frame (slip form) 620 is provided at the tip of the side connecting portion 610 extending from the central connecting portion 605. According to such a slip foam apparatus 600, concrete is injected into the formwork (slip form) 620 by an unillustrated injection apparatus as shown by the arrow C, and further, the crawler traveling units 510, 520, 530, By moving the formwork (slip form) 620 by 540, it becomes possible to construct a continuous concrete molding.

上記のようなスリップフォーム装置６００を用いたスリップフォーム工法においては、型枠（スリップフォーム）６２０の高さにより仕上げ面の高さが決定されるが、型枠（スリップフォーム）６２０の高さは、昇降機構部５１２、５２２、５３２、５４２によって高さｈfr、ｈfl、ｈrr、ｈrlが調整されることによって決められる。 In the slip foam method using the slip foam apparatus 600 as described above, the height of the finished surface is determined by the height of the formwork (slipform) 620. The height of the formwork (slipform) 620 is The heights h fr , h fl , h rr , and h rl are adjusted by the elevating mechanism units 512, 522, 532, and 542.

上記のような昇降機構部５１２、５２２、５３２、５４２に対する高さ制御の指令値を算出するために、本実施形態においては、スリップフォーム装置６００における型枠（スリップフォーム）６２０の前後に、トータルステーション用ターゲット１００ｆ、１００ｒを取り付けることで、型枠（スリップフォーム）６２０の位置を把握するようにしている。   In order to calculate the height control command value for the lifting mechanism sections 512, 522, 532, and 542 as described above, in this embodiment, the total station is provided before and after the formwork (slip form) 620 in the slip form apparatus 600. By attaching the targets 100f and 100r, the position of the formwork (slip form) 620 is grasped.

また、本実施形態においては、トータルステーション用ターゲット１００ｆの位置座標（ｘf，ｙf，ｚf）に係るデータを得るために、トータルステーション用ターゲット１０
０ｆを自動追尾するトータルステーション３００ｆが、また、トータルステーション用ターゲット１００ｒの位置座標（ｘr，ｙr，ｚr）に係るデータを得るために、トータルス
テーション用ターゲット１００ｒを自動追尾するトータルステーション３００ｒが設けられ、トータルステーション３００ｒ、３００ｌで取得されたデータ（距離、鉛直角度、水平角度）は、パーソナルコンピュータ２００に入力され、２つの位置座標（ｘf’，ｙf’，ｚf’）、（ｘr’，ｙr’，ｚr’）が演算される。演算の方法については、これまで説明した方法と同様のものを用いるようにするため細かい説明は省略する。 In this embodiment, in order to obtain data related to the position coordinates (x f , y f , z f ) of the total station target 100f, the total station target 10f is obtained.
A total station 300f that automatically tracks 0f and a total station 300r that automatically tracks the total station target 100r are provided in order to obtain data related to the position coordinates (x r , y r , z r ) of the total station target 100r, total station 300 r, the obtained data with 300 l (distance, vertical angle, horizontal angle) is inputted to the personal computer 200, two coordinates (x f ', y f' , z f '), (x r', y r ', z r ') is calculated. The calculation method is the same as the method described so far, and detailed description thereof is omitted.

以上、本発明のトータルステーション用ターゲット及びそれを用いた建設用作業機械の制御方法によれば、傾斜センサに基づく傾斜情報を考慮した、精度の高い水平座標位置データを求めることが可能となるので、このようなデータに基づいて建設用作業機械の可動部を制御すると、精度の高い制御を行うことができるようになる。   As described above, according to the total station target of the present invention and the construction work machine control method using the target, it is possible to obtain highly accurate horizontal coordinate position data in consideration of the tilt information based on the tilt sensor. If the movable part of the construction work machine is controlled based on such data, highly accurate control can be performed.

１００、１００ｒ、１００ｌ、１００ｆ、１００ｒ・・・トータルステーション用ターゲット
１１０・・・光学部
１２０・・・傾斜センサ部
１２１・・・第１傾斜センサ
１２２・・・第２傾斜センサ
１２３・・・出力部
１３０・・・ポール
１３１・・・連結部
１４０・・・取り付け位置決め用目印
１４１・・・第１位置決め用目印
１４２・・・第２位置決め用目印
２００・・・パーソナルコンピュータ
２１０・・・設計データ
３００、３００ｒ、３００ｌ・・・トータルステーション
４００・・・ブルドーザー（建設用作業機械）
４１０・・・通信部
４１１・・・ブレード昇降制御部
４１２・・・ブレード昇降機構部
４１３・・・排土ブレード（可動部）
５００・・・スリップフォームぺーバー（建設用作業機械）
５０１・・・主制御部
５０２・・・通信部
５１０・・・右前クローラー走行部
５１１・・・右前昇降制御部
５１２・・・右前昇降機構部
５１５・・・右前連結部
５２０・・・左前クローラー走行部
５２１・・・左前昇降制御部
５２２・・・左前昇降機構部
５２５・・・左前連結部
５３０・・・右後クローラー走行部
５３１・・・右後昇降制御部
５３２・・・右後昇降機構部
５３５・・・右後連結部
５４０・・・左後クローラー走行部
５４１・・・左後昇降制御部
５４２・・・左後昇降機構部
５４５・・・左後連結部
５５０・・・スクリード（可動部）
６００・・・スリップフォーム装置
６０５・・・中央連結部
６１０・・・側方連結部
６２０・・・型枠（スリップフォーム） 100, 100r, 100l, 100f, 100r ... Total station target 110 ... Optical unit 120 ... Tilt sensor unit 121 ... First tilt sensor 122 ... Second tilt sensor 123 ... Output unit 130... Pole 131... Connecting portion 140... Mounting positioning mark 141... First positioning mark 142... Second positioning mark 200. , 300r, 300l ... Total station 400 ... Bulldozer (Construction work machine)
410 ... Communication unit 411 ... Blade lift control unit 412 ... Blade lift mechanism unit 413 ... Soil removal blade (movable unit)
500 ・ ・ ・ Slip foam paper (construction machine)
501 ... Main control unit 502 ... Communication unit 510 ... Right front crawler traveling unit 511 ... Right front lifting control unit 512 ... Right front lifting mechanism unit 515 ... Right front connecting unit 520 ... Left front crawler Traveling part 521 ... Left front raising / lowering control part 522 ... Left front raising / lowering mechanism part 525 ... Left front connecting part 530 ... Right rear crawler traveling part 531 ... Right rear raising / lowering control part 532 ... Right rear raising / lowering Mechanism part 535 ... Right rear connecting part 540 ... Left rear crawler running part 541 ... Left rear raising / lowering control part 542 ... Left rear raising / lowering mechanism part 545 ... Left rear raising / lowering part 550 ... Screed (movable part)
600 ... slip form device 605 ... central connecting part 610 ... side connecting part 620 ... formwork (slip form)

Claims (2)

トータルステーションから射出されるレーザー光を反射する光学部と、
前記光学部と間の相対位置が変化することがないように固定されると共に、水平面内における第１の軸の周りの傾きを検出する第１の傾斜センサと、
前記光学部と間の相対位置が変化することがないように固定されると共に、水平面内における前記第１の軸と直交する第２の軸の周りの傾きを検出する第２の傾斜センサと、
前記第１の傾斜センサによって検出された第１検出情報と、前記第２の傾斜センサによって検出された第２検出情報とを出力する出力部と、を有することを特徴とするトータルステーション用ターゲット。 An optical unit that reflects the laser light emitted from the total station;
A first inclination sensor that is fixed so that a relative position between the optical part and the optical unit does not change, and that detects an inclination around a first axis in a horizontal plane;
A second inclination sensor that is fixed so as not to change a relative position with the optical unit and detects an inclination around a second axis that is orthogonal to the first axis in a horizontal plane;
A total station target, comprising: an output unit that outputs first detection information detected by the first tilt sensor and second detection information detected by the second tilt sensor. 建設用作業機械の可動部に前記トータルステーション用ターゲットを装着し、
トータルステーションによって前記トータルステーション用ターゲットの自動追尾を行い、前記トータルステーション用ターゲットの位置情報を取得し、
前記トータルステーション用ターゲットの前記出力部から出力される前記第１検出情報と前記第２検出情報を取得し、
前記位置情報と前前記第１検出情報と前記第２検出情報とから前記可動部における所定箇所の位置座標を算出し、
算出された前記位置座標に基づいて前記可動部の位置制御を行うことを特徴とするトータルステーション用ターゲットを用いた建設用作業機械の制御方法。 Attach the total station target to the movable part of the construction work machine,
The total station automatically tracks the total station target, acquires the position information of the total station target,
Obtaining the first detection information and the second detection information output from the output unit of the total station target;
From the position information, the previous first detection information, and the second detection information, a position coordinate of a predetermined location in the movable part is calculated,
A method of controlling a construction work machine using a target for a total station, wherein the position of the movable portion is controlled based on the calculated position coordinates.
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