JP4526670B2 - 建設機械制御システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建設機械による土木作業での作業位置、作業方向、掘削深さ等土木作業に必要な所定のデータが直ちに得られる様にした建設機械制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建設機械の運転は複雑な操作のものが多く、熟練したオペレータを必要としているが、現状では熟練したオペレータがなかなか育ちにくい状況となっている。
【０００３】
この為、建設機械に於いても、運転の電子制御化が進みオペレータに熟練度が要求されない様になってきている。
【０００４】
図１０、図１１に於いて、油圧ショベル１、従来の建設機械制御システムの概略について説明する。
【０００５】
走行部２に機械室３が旋回可能に設けられ、該機械室３は油圧駆動回路、制御装置等を有する。該機械室３の前側に運転室４が設けられ、該運転室４には操作レバー、運転の状況等の情報が表示される表示器１１が設けられている。又、前記機械室３には施工具を有する作業腕が設けられている。該作業腕はブーム５、アーム６、バケット７から成る有関節腕であり、後述する様に各関節腕には相対変位を検出する検出器が設けられている。
【０００６】
前記機械室３の前端に前記ブーム５が回動可能に設けられ、該ブーム５には前記アーム６が回動可能に設けられ、又該アーム６の先端には施工具である前記バケット７が回動可能に設けられている。前記ブーム５はブームシリンダ８により回動され、前記アーム６はアームシリンダ９により回動され、又前記バケット７はバケットシリンダ１０により回動される。
【０００７】
前記操作レバー（図示せず）の操作により前記機械室３の旋回が行われ、又前記ブームシリンダ８、アームシリンダ９、バケットシリンダ１０を介して前記ブーム５、アーム６、バケット７の屈伸が行われる。
【０００８】
前記ブーム５の支持部にはブーム角度検出エンコーダ１２が設けられ、該ブーム角度検出エンコーダ１２により前記ブーム５の機械室３に対する相対回転角度が検出される。前記アーム６の回動支持部にはアーム角度検出エンコーダ１３が設けられ、該アーム角度検出エンコーダ１３により前記アーム６のブーム５に対する相対回転角度が検出される。前記バケット７の回動支持部にはバケット回転角度検出エンコーダ１４が設けられ、該バケット回転角度検出エンコーダ１４により前記バケット７のアーム６に対する相対回転角度が検出される。
【０００９】
又、前記機械室３の所要位置には２軸傾斜センサ１５が設けられ、前記油圧ショベル１（機械室３）の水平に対する傾斜角が検出される様になっている。
【００１０】
前記ブーム角度検出エンコーダ１２、アーム角度検出エンコーダ１３、バケット回転角度検出エンコーダ１４、２軸傾斜センサ１５からの検出信号は演算処理部（ＣＰＵ）１６に入力される。又、該演算処理部１６には基準高さ例えばグランドレベル（ＧＬ）が基準値として入力される。
【００１１】
前記ブーム５の長さ、アーム６の長さ及びバケット７の刃先７ａの回動半径は既知の数値であるので、前記ブーム角度検出エンコーダ１２、アーム角度検出エンコーダ１３、バケット回転角度検出エンコーダ１４からの検出角度により前記バケット刃先７ａの油圧ショベル１に対する位置が、即ち機械基準位置に対する相対位置が演算により求められ、又前記２軸傾斜センサ１５からの傾斜角度から更にグランドレベル（ＧＬ）に対するバケット刃先７ａの位置が演算できる。而して、演算結果は前記運転室４の表示器１１に表示され、オペレータは該表示器１１に表示される情報により、ＧＬに対する前記バケット刃先７ａの位置を常時確認でき、ＧＬを基準として掘削深さ、掘削長さを容易に把握でき、正確な掘削作業が行える。
【００１２】
尚、直接角度を検出する前記エンコーダに代えて、変位を直接的に検出するシリンダタイプの直線変位検出装置でもよい。
【００１３】
又、更に作業の自動化を進めると、前記油圧ショベル１の位置データと施工データにより作業が行われる。前記油圧ショベル１の位置データと施工データに基づく作業では施工現場の人手による測量、施工位置の計測等が省略できる。
【００１４】
この場合、基本的に必要なデータは、建設機械の位置データと、施工データと、施工具の向き、作業部の位置である。前記油圧ショベル１ではバケット７が施工具に相当する。
【００１５】
位置データと、施工具の方向、施工具の位置とを算出し、その位置での施工データとを照合し、施工データに基づき施工が行われる。
【００１６】
図１２、図１３は位置検出手段、施工データを更に具備した前記油圧ショベル１、従来の建設機械制御システムを示す。
【００１７】
位置検出手段としてＧＰＳ装置１８が用いられ、該ＧＰＳ装置１８は前記ブーム５の回動中心と一致した位置に設けられる。位置データは前記ＧＰＳ装置１８により検出され、作業の方向はジャイロ１９により検出され、検出された位置データ、作業方向のデータは前記演算処理部１６に入力される。又、施工データ２０は前記演算処理部１６の記憶部に入力されている。
【００１８】
前記ＧＰＳ装置１８により前記ブーム５の中心位置の位置、高さ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の位置が測定され、この測定結果と、前記バケット７の掘削方向は前記ブーム角度検出エンコーダ１２、アーム角度検出エンコーダ１３、バケット回転角度検出エンコーダ１４、２軸傾斜センサ１５からのデータに基づき前記バケット刃先７ａの位置が、前記演算処理部１６で演算に検出され、又前記バケット７の掘削方向は前記ジャイロ１９の検出結果により求められる。前記表示器１１には求められたバケット刃先７ａの位置（座標位置）と前記施工データ２０の該当する位置とが照合され、該施工データ２０に基づき施工が行われる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の建設機械制御システムでは方向を検出する手段としてジャイロ１９を使用している。該ジャイロ１９は物理的に高速回転するコアを有する構造である。又、ジャイロは最初の設定を基準として方向の変化を加算していく方式である。この為、方向検出途中で何らかの誤差が発生した場合、誤差を修正する機能はなく、又変化分を順次加算していく方法であるので、どうしても誤差が累積していく。
【００２０】
更に、上記したパワーショベルの様な建設機械では、掘削時、移動時に於いて大きな振動が有り、又突発的な振動も多い。この為、誤差発生要因も多いと共に建設機械では同一の場所での反復往復といった複雑な動きも多く、誤差累積の要因の一となっている。
【００２１】
この為、ジャイロ１９を使用した建設機械では、基準の再設定を度々行わなければならず、数時間に一度、振動が多い或は複雑な作業が多い様な状況では、数十分に一度という多頻度で再設定を行わなければならない。この為、作業が中断し、作業能率が低下するという問題があった。
【００２２】
本発明は斯かる実情に鑑み、特に方向設定に於いて、再設定の必要なく、正確な方向検出、方向付けの可能な建設機械制御システムを提供しようとするものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、施工具の相対的位置を電気信号として検出する建設機械と、建設機械の位置を検出するＧＰＳ装置と、レーザ光線を照射し反射光から既知点の方向を検出する回転レーザ装置と、前記ＧＰＳ装置からの位置データと、前記回転レーザ装置によって検出された方向データと、前記施工具の相対的位置データに基づき施工具先端の位置を演算する演算処理部とを具備した建設機械制御システムに係り、又施工具を有する建設機械と、建設機械の位置を検出するＧＰＳ装置と、レーザ光線を照射すると共に既知点からの反射光を検出して建設機械の方向を検出する回転レーザ装置と、建設機械基準位置に対する施工具の先端相対位置を検出する検出手段と、前記ＧＰＳ装置からの位置データと、前記回転レーザ装置によって検出された方向データと、前記検出手段の検出結果とに基づき施工具先端の位置を演算する演算処理部とを具備した建設機械制御システムに係り、又施工具を有すると共に関節を有する作業腕と、各関節に設けられた相対変位検出器と、ＧＰＳ装置とを具備する建設機械に於いて、レーザ光線を照射すると共に既知点からの反射光を検出して建設機械の方向を検出する回転レーザ装置と、前記相対変位検出器と、前記ＧＰＳ装置からの位置データと、前記回転レーザ装置によって検出された方向データと、前記相対変位検出器の検出結果とに基づき施工具先端の位置を演算する演算処理部を具備した建設機械制御システムに係り、又施工データを有する記憶部を更に有し、前記演算処理部は演算し求めた施工具先端の位置と施工データとを対比させる建設機械制御システムに係り、又施工具を有する建設機械と、建設機械の位置を検出するＧＰＳ装置と、レーザ光線を照射すると共にレーザ光線の照射方向を傾斜する傾斜機構を有し、既知点からの反射光を検出して建設機械の方向を検出する回転レーザ装置と、前記ＧＰＳ装置からの位置データと、前記既知点のレーザ光線反射位置とに基づき前記回転レーザ装置が既知点からの反射光を受光する様レーザ光線の照射方向を傾斜させる建設機械制御システムに係り、更に又ジャイロを更に具備し、該ジャイロにより検出された方向に基づき施工位置が演算され、前記回転レーザ装置によって検出した結果に基づきジャイロの方向補正を行う建設機械制御システムに係るものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。
【００２５】
先ず、図１、図２に於いて本実施の形態に使用される建設機械、例えばパワーショベルについて説明する。尚、図１、図２中、図１２中で示したものと同等のものには同符号を付し、説明の詳細は省略する。
【００２６】
機械室３には２軸傾斜センサ１５が設けられ、ブーム５の回動軸心上に方向検出装置として回転レーザ装置２３を設ける。又、前記機械室３の上面にはＧＰＳ装置１８を設ける。尚、ＧＰＳ装置１８と回転レーザ装置２３とは同一位置とするのが好ましいが、図示の様に離して設けてもよい。この場合、前記ＧＰＳ装置１８と回転レーザ装置２３との距離は既知の値とし、演算により位置の補正を行う。
【００２７】
測量し、既知の位置となっている点にポール２４を立設し、該ポール２４に入射光を全方向に対して反射する反射ミラー２５を取付ける。前記回転レーザ装置２３はレーザ光線を回転照射し、前記反射ミラー２５からの反射光を受光した時点のレーザ光線射出方向を検出し、該反射ミラー２５に対する方向を検出するものである。
【００２８】
以下、前記回転レーザ装置２３について図３、図４により説明する。
【００２９】
図３は前記回転レーザ装置２３の要部を示しており、該回転レーザ装置２３は、レーザ光線４１を射出する発光素子、光学系を収納する発光部２６、該発光部２６に回転自在に設けられ前記レーザ光線４１を基準平面内に回転照射する回動部３０、前記回転レーザ装置２３の整準を行うと共に基準面の傾斜を設定する傾斜設定部３１、前記回転レーザ装置２３の傾斜、前記発光部２６の傾斜角を検出する傾斜検出部３２から主に構成される。
【００３０】
前記発光部２６の一部に球面部３３が形成され、該球面部３３は球面の突起を有する受座３４（又はジンバル）により任意な方向に自在に傾動可能に支持されており、前記発光部２６の上端には前記回動部３０が回転自在に設けられ、該回動部３０には走査ギア３５が嵌着され、該走査ギア３５は前記発光部２６に固着された走査モータ３６の駆動ギア３７に噛合する。該駆動ギア３７の駆動により、前記回動部３０が回転される。該回動部３０は前記発光部２６から射出されるレーザ光線４１を反射して水平方向に変向するペンタプリズム３９を有しており、該ペンタプリズム３９より前記レーザ光線４１が水平方向に照射される。
【００３１】
前記発光部２６より水平方向に２本の傾動アーム３８，３８（一方は図示せず）が延出し、該２本の傾動アーム３８，３８は直交し、それぞれ後述する前記傾斜設定部３１，３１（一方は図示せず）に連結している。
【００３２】
該傾斜設定部３１について説明する。
【００３３】
前記回転レーザ装置２３のケーシング４２に取付けられた傾動モータ４３はギア列４４を介して傾斜設定スクリュー４５に連結され、該傾斜設定スクリュー４５にはスライドナット４６が螺合され、該スライドナット４６は前記傾動アーム３８の先端と係合している。前記傾動モータ４３の駆動により前記ギア列４４を介して前記傾斜設定スクリュー４５が回転され、前記スライドナット４６が昇降し、前記傾動アーム３８を介して前記発光部２６が傾斜する。而して、２組の前記傾斜設定部３１により前記発光部２６を任意な方向に傾斜設定が可能となっている。
【００３４】
又、前記発光部２６の傾斜角は該発光部２６の下端に設けられた前記傾斜検出部３２により検出される。該傾斜検出部３２は直交する２の傾斜センサ４７，４８と該傾斜センサ４７，４８からの出力信号を基に前記発光部２６の傾斜を検出する傾斜量演算部（図示せず）を具備している。前記傾動モータ４３は前記傾斜検出部３２からの出力を基に駆動が制御される。又、傾斜設定はパルス数に換算した角度で前記傾動モータ４３を駆動することで達成される。
【００３５】
次に、前記回転レーザ装置２３の光学系、制御系について図４により説明する。
【００３６】
前記発光部２６を説明する。
【００３７】
発光素子であるレーザダイオード５１の光軸上に、該レーザダイオード５１側からコリメータレンズ５２、孔開きミラー５３が順次配設され、前記レーザダイオード５１から射出されるレーザ光線４１は前記コリメータレンズ５２により平行光束とされ、前記孔開きミラー５３を通って前記回動部３０へと射出される。前記レーザダイオード５１は発光素子駆動部５５により発光されるが、該発光素子駆動部５５により変調が掛けられ、前記レーザダイオード５１より発せられるレーザ光線４１は他の外来光とは区別できる様になっている。
【００３８】
前記回動部３０は前述した様に前記発光部２６から入射されたレーザ光線４１を水平方向に射出走査するものであり、前記発光部２６からのレーザ光線４１の光軸を９０°変向する前記ペンタプリズム３９が前記発光部２６の光軸を中心に回転自在に支持され、更に前記走査モータ３６により前記駆動ギア３７、前記走査ギア３５を介して回転される。又ペンタプリズム３９の射出部分にはシリンダレンズ４０が設けてあり、鉛直方向にビームを拡大して射出する。前記ペンタプリズム３９の回転軸に関してエンコーダ５６を設ける。前記走査モータ３６は走査制御部６１により回転速度、回転方向等の駆動が制御される。
【００３９】
前記エンコーダ５６はロータ５７と検出器５８、回転カウント検出回路６８（図５参照）から構成され、前記ロータ５７は基準位置を示すインデックス（図示せず）が設けられたインクリメンタルエンコーダである。前記エンコーダ５６は前記インデックスが示す基準位置からの出力をカウントすることで、基準位置からの角度を検出することができる。基準位置を示すインデックスは、回転するレーザ光線４１の照射方向と前記ブーム５の中心線とが一致した時に、即ち前記レーザ光線４１が前記ブーム５の中心線に一致した時、前記検出器５８によって検出され、前記エンコーダ５６の検出する角度が０となる様に設けられている。前記検出器５８の回転位置検出結果は、前記演算処理部１６に入力される。
【００４０】
次に、反射光検出部６２について説明する。
【００４１】
前記孔開きミラー５３の反射光軸上にコンデンサレンズ６３、フォトダイオード等から成る受光器６４を前記孔開きミラー５３側から順次配設し、前記受光器６４が前記反射ミラー２５からの反射レーザ光線を受光する様にし、前記受光器６４からの出力は反射光検出回路６５に入力される。該反射光検出回路６５は、受光検出回路６６（図５参照）、レーザ光線４１の受光信号を検出する為の電気的フィルタ（図示せず）、受光データ復調回路６７（図５参照）を具備しており、前記受光器６４からの受光信号の内変調が掛けられたレーザ光線を他の外来光から抽出して検出し、更に増幅等所要の信号処理をして前記演算処理部１６に出力する。
【００４２】
該演算処理部１６では前記反射光検出回路６５からの信号、前記検出器５８からの信号に基づき前記反射ミラー２５の方向を検出する。
【００４３】
次に、図５に於いて、本建設機械制御システムの制御系統について説明する。
【００４４】
前記反射光検出回路６５は受光検出回路６６、受光データ復調回路６７を具備し、前記受光器６４からの出力により、前記受光検出回路６６は受光信号を検出すると共に増幅などの所要の信号処理を行い、検出信号を前記受光データ復調回路６７に出力する。該受光データ復調回路６７では受光検出信号からレーザ光線４１に関する信号を分離抽出し、前記演算処理部１６に入力する。
【００４５】
該演算処理部１６は入出力する信号の処理を行うデータ処理部６９と、記憶部７２を有する演算部７１から構成され、前記記憶部７２は前記施工データ２０、演算プログラム７３、図示しない入力部から入力される作業指令データ、初期データ等を記憶する。尚、前記記憶部７２はハードディスク等別途設けられた外部記憶装置であってもよい。
【００４６】
前記演算部７１は前記回転レーザ装置２３から入力された信号、施工データ２０、演算プログラム７３及びブーム角度検出エンコーダ１２、アーム角度検出エンコーダ１３、バケット回転角度検出エンコーダ１４、２軸傾斜センサ１５からのデータ、更に前記ＧＰＳ装置１８から入力される位置信号に基づきバケット回転角度検出エンコーダ１４の掘削方向、バケット刃先７ａの位置を演算する。演算結果は前記表示器１１に出力される。又、走査制御部６１への制御信号は前記演算部７１からデータ処理を介して入力される。
【００４７】
以下、図６〜図８により本実施の形態の作動について説明する。
【００４８】
図６中、７５は施工場所を示している。作業は斜面に対してバケット７が正対した状態で行われ、油圧ショベル１を移動しつつ作業が進行される。
【００４９】
既知の点（Ｘ1 ，Ｙ1 ）に前記反射ミラー２５が設けられた前記ポール２４を立設する。
【００５０】
前記記憶部７２に前記反射ミラー２５の位置（Ｘ1 ，Ｙ1 ,Ｚ1 ）を入力する。又、前記演算部７１は前記ＧＰＳ装置１８によって測定された位置データ（Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 ）を取込む。該位置データを基に前記油圧ショベル１の本体の基準位置が求められる。基準位置は、例えば、前記回転レーザ装置２３の位置とする。
【００５１】
前記反射ミラー２５の位置の座標と、前記ＧＰＳ装置１８の測量データから前記反射ミラー２５と油圧ショベル１との距離、前記反射ミラー２５に対する油圧ショベル１の方向、前記反射ミラー２５の高さＺ1 とＧＰＳ装置１８によって測定された高さＺ2 （前記回転レーザ装置２３の高さ）との高低差が演算される。高さの差（レーザ光線４１の照射方向の傾斜）が所定値以上の場合は、前記回転レーザ装置２３から照射されるレーザ光線４１の照射面の傾きを前記反射ミラー２５に向ける様に傾ける。
【００５２】
前記回転レーザ装置２３によりレーザ光線４１を回転照射して前記反射ミラー２５を検出し、前記回転レーザ装置２３により前記反射ミラー２５の方向を検出する。
【００５３】
この方向検出について図８により更に説明する。
【００５４】
前記回転レーザ装置２３を駆動し、レーザ光線４１を回転照射する。前記傾斜設定部３１を駆動し、回転照射面の傾斜を演算により求めた傾斜値に設定する。前記回転レーザ装置２３が前記反射光検出部６２により前記反射ミラー２５からの反射光を受光すると前記演算処理部１６は前記回転カウント検出回路６８からの信号を読みとり、角度を検出する。
【００５５】
前記した様に前記エンコーダ５６の出力する０角度は、前記ブーム５の中心線と合致した方向である。従って、前記エンコーダ５６の検出角は前記ブーム５の回動中心と前記反射ミラー２５とを結ぶ線と前記ブーム５の中心線とが成す角度となる。
【００５６】
前記反射ミラー２５に対する前記油圧ショベル１の方位に、前記エンコーダ５６が検出した角度を加算することで、前記ブーム５の絶対方位、即ちバケット７の掘削方向の絶対方位が求められる。
【００５７】
次に、（Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 ）地点での、前記バケット刃先７ａの絶対位置（座標（Ｘ3 ，Ｙ3 ，Ｚ3 ））を求める。先ず、前記油圧ショベル１を基準とした、即ち前記ブーム５の回動中心を基準とした前記バケット刃先７ａの位置を求める（図９参照）。
【００５８】
前記ブーム角度検出エンコーダ１２、アーム角度検出エンコーダ１３、バケット回転角度検出エンコーダ１４が検出する各角度データθ1 ，θ2 ，θ3 、及び前記ブーム５の回動中心の位置（機械高）、該ブーム５の長さ、アーム６の長さ、バケット７の回転中心からバケット刃先７ａ迄の距離に基づき前記油圧ショベル１の基準位置（例えば前記ＧＰＳ装置１８の位置）に対する前記バケット刃先７ａの位置が演算される。
【００５９】
本体基準位置に対する該バケット刃先７ａの位置と前記ＧＰＳ装置１８で測定された本体基準位置（Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 ）から前記バケット刃先７ａの位置（Ｘ3 ，Ｙ3 ，Ｚ3 ）が演算される。
【００６０】
前記記憶部７２から本体基準位置（Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 ）での施工データが読出され、読出されたデータは前記バケット刃先７ａの位置（Ｘ3 ，Ｙ3 ，Ｚ3 ）と共に前記表示器１１に表示される。表示方法は、数値で表示する或は地形と油圧ショベル１を重合してイメージ表示する等、オペレータが容易に認識できる様にする。
【００６１】
オペレータは前記表示器１１に表示された内容に基づき掘削作業の内容を容易に認識することができ、勘に頼ることなく、確実且つ正確に作業を進行できる。
【００６２】
上記実施の形態では、方向検出装置として回転レーザ装置２３を使用したが、方向検出装置としてジャイロを使用し、回転レーザ装置２３を方向補正装置として使用してもよい。
【００６３】
該回転レーザ装置２３により、油圧ショベル１の方向（掘削方向）を検出し、この検出した方向に基づき前記ジャイロの設定を行う。その後は前記ジャイロにより継続的に前記油圧ショベル１の方向を検出し、検出した結果を基に掘削方向、前記バケット刃先７ａの位置を演算して前記表示器１１に施工データと共に前記バケット刃先７ａの位置を表示する。
【００６４】
その後定期的に、前記回転レーザ装置２３を駆動し、前記反射ミラー２５を検出して方向を演算し、演算した結果を基に前記ジャイロが検出する方向を補正する。従って、該ジャイロの累積誤差を解消することができる。又、該ジャイロと回転レーザ装置２３とを併用することで、前記油圧ショベル１と反射ミラー２５間に障害物が存在し、前記回転レーザ装置２３が反射ミラー２５からの反射光を受光できない様な状況であっても、作業を支障なく継続できる。
【００６５】
尚、制御対象とする建設機械は、前記油圧ショベルに限らずブルドーザ等種々の建設機械に対応可能である。
【００６６】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、建設機械の正確な施工方向が得られ、而も累積誤差を生じないので、施工方向の確認、補正の為に作業を中断する必要がなく、長時間に亘る連続作業が可能であり、作業能率が大幅に向上するという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す側面図である。
【図２】同前実施の形態の平面図である。
【図３】該実施の形態に使用される回転レーザ装置の立断面図である。
【図４】該回転レーザ装置の要部ブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態の要部ブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態に於ける施工説明図である。
【図７】同前実施の形態に於ける作業フローチャートである。
【図８】同前実施の形態に於ける作業の部分フローチャートである。
【図９】バケット刃先の位置を求める場合の説明図である。
【図１０】従来例の側面図である。
【図１１】該従来例のブロック図である。
【図１２】他の従来例の側面図である。
【図１３】他の従来例ブロック図である。
【符号の説明】
１ 油圧ショベル
５ ブーム
６ アーム
７ バケット
７ａ バケット刃先
１１ 表示器
１２ ブーム角度検出エンコーダ
１３ アーム角度検出エンコーダ
１４ バケット回転角検出エンコーダ
１５ ２軸傾斜センサ
１６ 演算処理部
１８ ＧＰＳ装置
１９ ジャイロ
２０ 施工データ
２３ 回転レーザ装置
２５ 反射ミラー
７２ 記憶部
７３ 演算プログラム

Claims (5)

1. 施工具の相対的位置を電気信号として検出する建設機械と、建設機械の位置を検出するＧＰＳ装置と、
   建設機械に設けられ鉛直方向に拡大されたレーザ光線を照射すると共にレーザ光線の照射により形成される照射面の傾斜角を変更可能であり、反射光から既知点の方向を検出する回転レーザ装置と、
   前記ＧＰＳ装置からの位置データと、前記回転レーザ装置によって検出された方向データと、前記施工具の相対的位置データに基づき施工具先端の位置を演算する演算処理部とを具備し、
   該演算処理部は前記ＧＰＳ装置からの位置データと前記既知点の位置から照射面の傾きを演算し、演算された傾きに基づき前記照射面の傾きを前記既知点に向ける様、回転レーザ装置を制御することを特徴とする建設機械制御システム。
2. 施工具を有する建設機械と、建設機械の位置を検出するＧＰＳ装置と、
   建設機械に設けられ鉛直方向に拡大されたレーザ光線を照射すると共にレーザ光線の照射により形成される照射面の傾斜角を変更可能であり、反射光から既知点の方向を検出する回転レーザ装置と、
   建設機械基準位置に対する施工具の先端相対位置を検出する検出手段と、前記ＧＰＳ装置からの位置データと、前記回転レーザ装置によって検出された方向データと、前記検出手段の検出結果とに基づき施工具先端の位置を演算する演算処理部とを具備し、
   該演算処理部は前記ＧＰＳ装置からの位置データと前記既知点の位置から照射面の傾きを演算し、演算された傾きに基づき前記照射面の傾きを前記既知点に向ける様、回転レーザ装置を制御することを特徴とする建設機械制御システム。
3. 施工具を有すると共に関節を有する作業腕と、各関節に設けられた相対変位検出器と、ＧＰＳ装置とを具備する建設機械に於いて、
   建設機械に設けられ鉛直方向に拡大されたレーザ光線を照射すると共にレーザ光線の照射により形成される照射面の傾斜角を変更可能であり、反射光から既知点の方向を検出する回転レーザ装置と、
   前記相対変位検出器と、前記ＧＰＳ装置からの位置データと、前記回転レーザ装置によって検出された方向データと、前記相対変位検出器の検出結果とに基づき施工具先端の位置を演算する演算処理部を具備し、
   該演算処理部は前記ＧＰＳ装置からの位置データと前記既知点の位置から照射面の傾きを演算し、演算された傾きに基づき前記照射面の傾きを前記既知点に向ける様、回転レーザ装置を制御することを特徴とする建設機械制御システム。
4. 施工データを有する記憶部を更に有し、前記演算処理部は演算し求めた施工具先端の位置と施工データとを対比させる請求項１、請求項２、請求項３の内いずれか１つの建設機械制御システム。
5. ジャイロを更に具備し、該ジャイロにより検出された方向に基づき施工位置が演算され、前記回転レーザ装置によって検出した結果に基づきジャイロの方向補正を行う請求項１、請求項２、請求項３の内いずれか１つの建設機械制御システム。

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