JP7408491B2 - Excavation support system for work equipment and excavation support method for work equipment - Google Patents
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Description
本発明は、作業機の掘削支援システム、及び作業機の掘削支援方法に関する。 The present invention relates to an excavation support system for a work machine and an excavation support method for a work machine.
特許文献１に開示された地中レーダは、地中に向けて電磁波を送出する電磁波送信部と、送出された該電磁波の反射波を受信する電磁波受信部とを備えたレーダを有し、該電磁波受信部によって受信された電磁波に基づく受信波データから地中に埋設された埋設物を探査する。
The underground radar disclosed in
特許文献１の地中レーダ（地中探査装置）は、地中に埋設された埋設物の探査が可能である。
しかしながら、地中レーダが有するレーダには、一定の深度（許容深度）を超えると精度が低下し、一度の探査では十分に埋設物を検出できないという問題があった。
本発明は、このような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、作業機による掘削の正確性及び効率性を向上させることができる作業機の掘削支援システムの提供を目的とする。
The underground radar (underground exploration device) of
However, the radar included in the underground radar has a problem in that its accuracy decreases beyond a certain depth (permissible depth), and a single exploration cannot sufficiently detect buried objects.
The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and aims to provide an excavation support system for a working machine that can improve the accuracy and efficiency of excavation by a working machine. do.
本発明の一態様に係る作業機の掘削支援システムは、埋設物を探査可能なレーダを有する地中探査装置と、機体と、機体に設けられ且つ掘削作業を行う作業装置と、を有する作業機と、情報を表示する第１表示装置と、レーダが地表から所定の精度で探査を行うことができる深度である許容深度を取得する第１取得部と、レーダが探査を行った探査位置を取得する第２取得部と、を備え、第１表示装置は、第１取得部が取得した許容深度と、第２取得部が取得した探査位置と、に基づいて、許容深度及び作業装置が掘削作業を行う掘削位置をマップに表示する第１表示部を有し、第１表示部は、掘削位置で探知された埋設物の地表からの深度が許容深度未満の場合には当該掘削位置と埋設物の深度とを対応付け、掘削位置で埋設物が探知されなかった場合及び探知された埋設物の地表からの深度が許容深度以上の場合には当該掘削位置と許容深度とを対応付けたマップを表示する。 An excavation support system for a working machine according to one aspect of the present invention includes an underground exploration device having a radar that can search for buried objects, a body, and a working device installed in the body and performing excavation work. a first display device that displays information, a first acquisition unit that acquires an allowable depth that is a depth at which the radar can conduct exploration from the ground surface with a predetermined accuracy, and acquires an exploration position that the radar has explored. a second acquisition unit that performs excavation work, the first display device determines the allowable depth and the excavation position of the work device based on the allowable depth acquired by the first acquisition unit and the exploration position acquired by the second acquisition unit. The first display section displays on a map the excavation position where the excavation is to be performed, and if the depth from the ground surface of the buried object detected at the excavation position is less than the allowable depth, the first display section displays the excavation position and the buried object detected at the excavation position. If no buried object is detected at the excavation location, or if the depth of the detected buried object from the ground surface is greater than or equal to the allowable depth, a map is created that associates the excavation location with the allowable depth. indicate.
上記作業機の掘削支援システムによれば、作業機による掘削の正確性及び効率性を向上させることができる。 According to the excavation support system for a working machine, the accuracy and efficiency of excavation by the working machine can be improved.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
［第１実施形態］
図１Ａ～図１Ｅは、作業機の掘削支援システム１を示しており、作業機の掘削支援システム１は、地中の埋設物Ｕを探査するレーダ３５を有する地中探査装置３０と、掘削作業を行う作業装置５とが連携することで、作業装置５による掘削の正確性及び効率性を向上させるシステムである。作業機の掘削支援システム１は、作業機２と、地中探査装置３０と、第１表示装置６０と、を備えている。本実施形態では、掘削作業を行う作業装置５を有する作業機２として、バケット２７ａを装着した旋回作業機であるバックホーを例示して説明する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First embodiment]
1A to 1E show an
まず、作業機２の全体構成を説明する。図９に示すように、作業機２は、機体（旋回台）３と、走行装置４と、作業装置５とを備えている。機体３上にはキャビン６が搭載されている。キャビン６の室内には、運転者（オペレータ）が着座する運転席（座席）７が設けられている。
本実施形態においては、作業機２の運転席７に着座した運転者の前側（図９の矢印Ａ１方向）を前方、運転者の後側（図９の矢印Ａ２方向）を後方、運転者の左側を左方、運転者の右側を右方として説明する。また、前後方向に直交する方向である水平方向を幅方向（機体３の幅方向）として説明する。
First, the overall configuration of the
In this embodiment, the front side of the driver seated on the driver's
図９に示すように、走行装置４は、機体３を走行可能に支持する装置である。走行装置４は、油圧モータ（油圧アクチュエータ）あるいは電動モータ等で構成された走行モータによって駆動される。なお、本実施形態ではクローラ式の走行装置を用いているが、これに限らず、ホイール式等の走行装置を用いてもよい。
走行装置４の前部には、ドーザ装置８が装着されている。ドーザ装置８は、図示しないドーザシリンダ（油圧アクチュエータ）を伸縮することによりブレード（排土板）を昇降（上げ下げ）させることができる。
As shown in FIG. 9, the
A
機体３は、走行装置４上に旋回ベアリング９を介して、上下方向に延びる旋回軸心回りに旋回可能に支持されている。機体３には、原動機が搭載されている。原動機は、ディーゼルエンジンである。なお、原動機は、ガソリンエンジン、ＬＰＧエンジン又は電動モータであってもよいし、エンジン及び電動モータを有するハイブリッド型であってもよい。
機体３は、旋回軸心回りに旋回する旋回基板１０を有する。旋回基板１０は、鋼板等から形成されており、機体３の底部を構成する。原動機は、この旋回基板１０に搭載されている。
The
The
機体３の前部には、作業装置５を支持する支持体２０が設けられている。支持体２０は、支持ブラケット２０Ａと、スイングブラケット２０Ｂとを有している。支持ブラケット２０Ａは、機体３から前方に突出状に設けられている。支持ブラケット２０Ａの前部（機体３から突出した部分）には、スイング軸２１を介してスイングブラケット２０Ｂが縦軸回りに揺動可能に取り付けられている。したがって、スイングブラケット２０Ｂは、幅方
向に（スイング軸２１を中心として水平方向に）回動可能である。
A
スイングブラケット２０Ｂには、本体２２の上部に設けられた筒状の第１枢支部２３と、本体２２の下部に設けられた筒状の第２枢支部２４とが形成されている。
作業装置５は、機体３に設けられ且つ掘削作業を行う。具体的には、作業装置５は、ブーム装置２５と、アーム装置２６と、作業具装置２７とを有している。ブーム装置２５は、ブーム２５ａと、ブームシリンダ２５ｂとを有している。ブーム２５ａの基端側は、スイングブラケット２０Ｂの第１枢支部２３の幅方向に延伸する横軸（第１回転軸）２５ｃを介して揺動自在（回動自在）に支持されている。ブーム２５ａの先端側は、アーム２６ａを揺動自在に支持している。また、ブーム２５ａの中間部は、長手方向に沿って長尺状であって、中途部で下方に屈曲している。
The
The
ブームシリンダ２５ｂは、ブーム２５ａを揺動(回動)させる伸縮可能な油圧シリンダであり、伸縮することでブーム２５ａを上又は下方向に揺動させる。
アーム装置２６は、アーム２６ａと、アームシリンダ２６ｂとを有している。アーム２６ａは、長尺状である。アーム２６ａの基端側は、横軸（第２回転軸）２６ｃを介してブーム２５ａの先端側に揺動自在に支持されている。
The
The
アームシリンダ２６ｂは、アーム２６ａを揺動させる伸縮可能な油圧シリンダであり、伸縮することでアーム２６ａを上又は下方向に揺動させる。
作業具装置２７は、作業具としてのバケット２７ａと、作業具シリンダとしてのバケットシリンダ２７ｂとを有している。バケット２７ａは、横軸（第３回転軸）２７ｃを介してアーム２６ａの先端側に揺動自在に支持されている。
The
The
バケットシリンダ２７ｂは、バケット２７ａを揺動させる伸縮可能な油圧シリンダで構成されており、伸縮することでバケット２７ａを上又は下方向に揺動させる。詳しくは、作業具装置２７（バケット２７ａ）は、アーム２６ａの先端側にスクイ動作及びダンプ動作可能に設けられている。スクイ動作とは、バケット２７ａの先端側をブーム２５ａに近づける方向（スクイの方向）に揺動させる動作であり、例えば、土砂等を掬う場合の動作である。また、ダンプ動作とは、バケット２７ａの先端側をブーム２５ａから遠ざける方向（ダンプの方向）に揺動させる動作であり、例えば、掬った土砂等を落下（排出）させる場合の動作である。これによって、作業装置５は、掘削作業を行うことができる。
The
作業機２は、バケット２７ａに代えて或いは加えて、油圧アクチュエータにより駆動可能な他の作業具（油圧アタッチメント）を装着することが可能である。他の作業具としては、油圧ブレーカ、油圧圧砕機、アングルブルーム、アースオーガ、パレットフォーク、スイーパー、モア、スノウブロア等が例示できる。
図１Ａに示すように、作業機２は、第１制御装置１１を備えている。第１制御装置１１は、電気・電子回路、ＣＰＵ等に格納されたプログラム等から構成された装置であり、作業機２が有する様々な機器（例えば作業装置５）を制御する。また、第１制御装置１１は、不揮発性のメモリ等であって、情報を記憶する記憶領域を構成する第１記憶部１１ａを有している。第１記憶部１１ａは、第１制御装置１１の制御プログラムや外部から取得した情報を記憶する。
The
As shown in FIG. 1A, the
地中探査装置３０は、地表Ｓから所定の深度の範囲において埋設物Ｕを探査可能なレーダ３５を有し、地中の探査を行う装置である。地中探査装置３０は、所定の制御プログラムに基づき、外部からの操作によって走行又は自律して走行し、且つ地中の探査を行う自走式の地中探査装置３０Ａと、作業機２の作業装置５や走行車両１８に設けられた設置式の地中探査装置３０Ｂと、作業者が手押し又は牽引等して手動で操作する手動式の地中探査装置３０Ｃと、を含んでいる。まず、自走式の地中探査装置３０Ａを例に説明する。
The
図１Ａに示すように、地中探査装置３０Ａは、本体３１と、走行部３２と、第２制御装置３３と、位置測定部３４と、レーダ３５と、方向測定部３６と、第１通信部３７と、を備えている。本体３１は、地中探査装置３０Ａが有する機器が搭載されるボディであり、内部に機器を収容する空間を有している。
図１Ａに示すように、走行部３２は、本体３１を走行可能に支持する装置であり、本体３１に推進力を付与する。走行部３２は、例えば本体３１に複数設けられている。走行部
３２は、例えば回転駆動する車輪、車輪を駆動させる駆動モータ、及び駆動モータが出力する駆動力を変速して車輪に伝達する伝達部等から構成されている。なお、走行部３２は、本体３１を走行させることができればよく、クローラ等であってもよい。
As shown in FIG. 1A, the
As shown in FIG. 1A, the traveling
第２制御装置３３は、電気・電子回路、ＣＰＵ等に格納されたプログラム等から構成された装置であり、地中探査装置３０Ａが有する様々な機器を制御する。例えば、第２制御装置３３は、位置測定部３４が検出した位置情報に基づいて、走行部３２及びレーダ３５を制御可能である。また、第２制御装置３３は、不揮発性のメモリ等であって、情報を記憶する記憶領域を構成する第２記憶部３３ａを有している。第２記憶部３３ａは、走行部３２を制御するプログラムや外部から取得した情報を記憶する。第２記憶部３３ａは、例えばレーダ３５が地表Ｓから所定の精度で探査を行うことができる深度である許容深度ｄ１（精度保証深さ、例えば１ｍ）に関する情報（許容深度データ）を記憶している。
The
位置測定部３４は、本体３１（地中探査装置３０Ａ）の位置を検出する装置である。本実施形態において、位置測定部３４は、例えば測位装置である。位置測定部３４は、Ｄ－ＧＰＳ、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、北斗、ガリレオ、みちびき等の衛星測位システム（測位衛星Ｚ）により、自己の位置（緯度、経度を含む測位情報）を検出可能である。即ち、位置測定部３４は、測位衛星Ｚから送信された衛星信号（測位衛星Ｚの位置、送信時刻、補正情報等）を受信し、衛星信号に基づいて、地中探査装置３０Ａの位置（例えば、緯度、経度）を検出する。なお、位置測定部３４は、車速センサ、画像処理、ジャイロセンサ等によって自己の位置を推定する構成であってもよい。また、位置測定部３４は、衛星信号を正常に受信できる場合は衛星信号に基づいて位置を検出し、衛星信号を正常に受信できない場合に車速センサ、画像処理、ジャイロセンサ等により位置を推定する構成であってもよい。位置測定部３４が測定した地中探査装置３０Ａの位置情報（装置位置データ）のうち、少なくともレーダ３５が探査を行った位置（探査位置）を示す位置情報（探査位置データ）は、第２記憶部３３ａに記憶される。
The
レーダ３５は、インパルスレーダシステムや変調連続波方式レーダシステム等である。レーダ３５は、電磁波（電波）を送出し、地中に埋設された埋設物Ｕに反射した電磁波のデータに基づいて、当該埋設物Ｕの埋設状況（埋設物Ｕの有無、及び地中探査装置３０が接地している地表Ｓから埋設物Ｕまでの距離、即ち埋設物深度）を探査する。具体的には、レーダ３５は、地中に向かって電磁波を送出する電磁波送信部３５ａと、当該送出され且つ反射した電磁波を受信する電磁波受信部３５ｂと、を有している。電磁波送信部３５ａは、下方（地表Ｓ）に向かって本体３１に取り付けられており、地表Ｓに向かって電磁波を送出する。電磁波送信部３５ａから送出された電磁波は、地中を伝搬して地層境界面や埋設物Ｕ等によって反射する。電磁波受信部３５ｂは、反射し且つ地中を伝搬した電磁波を受信する。
The
方向測定部３６は、地中探査装置３０Ａの移動方向を検出する装置である。本実施形態において、方向測定部３６は、三次元の加速度センサ（ジャイロセンサ）から構成されており、地中探査装置３０Ａの移動方向を検出可能である。第２制御装置３３は、方向測定部３６が検出した地中探査装置３０Ａの移動方向と、方向測定部３６が当該移動方向を検出した際にレーダ３５が受信した受信波データ及び位置測定部３４が検出した探査位置の位置情報とを関連付け、探査データとして第２記憶部３３ａに記憶する。なお、第２制御装置３３は、移動方向、受信波データ、及び位置情報を探査データに変換する際に、受信波データを探査結果（埋設物Ｕの有無、及び埋設物深度）として演算処理する。第２制御装置３３は、予め設定された演算式や、人工知能（ＡＩ：ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）を用いて、探査データから探査結果への演算処理を行う。
The
第１通信部３７は、サーバ５０等の外部と無線通信を行う装置である。第１通信部３７は、例えば、携帯電話通信網、Ｗｉ-Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ、登録商標）、その他のネットワーク網を介して情報の送受信を行うことができる。第１通信部３７は、第２制御装置３３が処理した探査データを外部に出力する。これにより、走行部３２が本体３１に推進力を付与し、地中探査装置３０Ａが走行することで、走行した箇所（走行軌跡）における地中の探査を行うことができ、第２制御装置３３が処理した探査デ
ータを外部に出力することができる。
The
次に、設置式の地中探査装置３０Ｂについて説明する。なお、自走式の地中探査装置３０Ａと同様の構成の説明は省略する。図１Ｂ、図１Ｃ及び図１Ｄに示すように、地中探査装置３０Ｂは、本体３１と、第２制御装置３３と、位置測定部３４と、レーダ３５と、方向測定部３６と、第１通信部３７と、を備えている。本体３１は、内部に地中探査装置３０Ｂが有する機器を収容する空間を有しており、図１Ｂ、図１Ｃ及び図１Ｄに示すように、固定ブラケットを介して作業装置５や走行車両１８に取り付けられる。例えば、図１Ｂに示すように、地中探査装置３０Ｂを作業装置５に取り付ける場合、本体３１は、バケット２７ａに取り付けられている。なお、本体３１（地中探査装置３０Ｂ）は、作業装置５や走行車両１８に設置可能であればよく、例えば図１Ｃに示すようにバケット２７ａに代えてアーム２６ａの先端側に取り付けられるような構成や、旋回台３の下部に取り付けられていてもよいし、その設置方法は、上記方法に限定されない。
Next, the installation type
また、図１Ｄに示すように、運転者が操作する自動車やトラクタ等の走行車両１８に地中探査装置３０Ｂを取り付ける場合、走行車両１８が有するフレームに固定ブラケット１８ａを連結することで、本体３１を走行車両１８の後部に設置する。
第２制御装置３３は、電気・電子回路、ＣＰＵ等に格納されたプログラム等から構成された装置であり、主にレーダ３５や方向測定部３６が検出したデータの処理を行う。これにより、作業機２や走行車両１８が走行することで、地中探査装置３０Ｂは、通過した箇所（走行軌跡）における地中の探査を行うことができ、第２制御装置３３が処理した探査データを外部に出力することができる。
Further, as shown in FIG. 1D, when attaching the
The
次に、手動式の地中探査装置３０Ｃについて説明する。なお、自走式の地中探査装置３０Ａ及び設置式の地中探査装置３０Ｂと同様の構成の説明は省略する。図１Ｅに示すように、地中探査装置３０Ｃは、本体３１と、アーム部３８と、走行支持部３９と、第２制御装置３３と、位置測定部３４と、レーダ３５と、方向測定部３６と、第１通信部３７と、を備えている。走行支持部３９は、本体３１を走行可能に支持する。アーム部３８は、本体３１に取り付けられており、作業者が把持して地中探査装置３０Ｃを手押し、又は牽引する部分である。図１Ｅに示す例においては、作業者がアーム部３８を把持して地中探査装置３０Ｃを手押しする。アーム部３８は、アーム部３８は、本体３１から上方に延設されている棒状のフレーム材であり、上端側に把持部３８ａが形成されている。把持部３８ａは、幅方向に延びたハンドル状に形成されており、作業者は両手で把持することができる。
Next, the manual
走行支持部３９は、例えば本体３１に複数設けられている車輪であり、作業者がアーム部３８を把持して手押し、又は牽引することで地中探査装置３０Ｃを走行させることができる。これにより、作業者がアーム部３８を把持して手押し、又は牽引して、地中探査装置３０Ｃは、走行することができる。このため、地中探査装置３０Ｃは、走行した箇所（走行軌跡）における地中の探査を行うことができ、第２制御装置３３が処理した探査データを外部に出力することができる。
The traveling
サーバ５０は、地中探査装置３０から受信した探査データの記憶や管理を行う。サーバ５０は、演算処理装置５１と、第２通信部５２と、記憶装置５３を有している。演算処理装置５１は、ＣＰＵや電子回路等から構成され、様々な演算処理を行う。第２通信部５２は、例えば、携帯電話通信網、Ｗｉ-Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ、登録商標）、その他のネットワーク網を介して情報（データ）の送受信を行うことができる。なお、本実施形態において、第２通信部５２は、第１通信部３７から第２制御装置３３が処理した探査データを受信するが、位置測定部３４、レーダ３５、及び方向測定部３６が検出したデータ（生データ）を受信してもよく、斯かる場合、演算処理装置５１が第２制御部１１ｈの行う処理の一部を代行する。記憶装置５３は、不揮発性のメモリ等であって、地中探査装置３０等から第２通信部５２が受信した許容深度ｄ１や探査情報、演算処理装置５１の制御プログラム等を記憶する。
The
第１表示装置６０は、掘削作業に関する様々な情報を表示する。第１表示装置６０は、作業機２を操作する作業者、或いは作業者に作業指示を行う作業指示者に掘削作業に関す
る情報を表示することができればよく、例えば作業機２の運転席７の周囲に設けられたターミナル表示装置や、作業機２の運転席７に着座した運転者、遠隔操作で当該作業機２を操作する運転者、或いは作業者に作業指示を行う作業指示者が所持する携帯端末である。ターミナル表示装置は、キャビン６の室内における運転席７に着座した作業者から視認可能な位置（例えば、運転席７の前方、斜め前方、或いは側方）に配置され、作業機２と通信可能に接続されている。また、携帯端末は、ＰＣや比較的演算能力の高いスマートフォン（多機能携帯電話）等で構成されている。
The
図１Ａ～図１Ｅに示すように、第１表示装置６０は、第１表示部６１と、第１表示制御装置６２と、第３通信部６３と、を有している。第１表示部６１は、略矩形形状であり、液晶等のパネルから構成されており、様々な画面に遷移することができる。第１表示装置６０が携帯端末である場合、第１表示部６１は、指先等で操作可能なタッチパネル等であってもよい。
As shown in FIGS. 1A to 1E, the
第１表示制御装置６２は、第１表示装置６０を表示制御する装置である。第１表示制御装置６２は、第１表示部６１に掘削作業に関する様々な情報を表示させる。第１表示制御装置６２は、表示制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ、コンピュータプログラムを格納したＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、各種の制御プログラムの命令を展開するＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、各種の制御プログラム及び各種データを格納するメモリ等の記録媒体などを備えている。
The first
第１表示制御装置６２は、第１表示装置６０と共通の筐体に収容されていている。なお、第１表示装置６０がターミナル表示装置である場合、第１表示装置６０とは別の筐体に備えられていてもよい。また、第１表示制御装置６２は、作業機２の全体の制御を行う第１制御装置１１の一部であってもよく、第１制御装置１１とは別に備えられ、第１制御装置１１と各種情報の受け渡しを行う構成であってもよい。
The first
第３通信部６３は、例えば、携帯電話通信網、Ｗｉ-Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ、登録商標）、その他のネットワーク網を介して情報（データ）の送受信を行うことができる。
図１Ａ～図１Ｅに示すように、作業機の掘削支援システム１は、地中探査装置３０のレーダ３５の許容深度ｄ１を取得する第１取得部６２ａと、地中探査装置３０のレーダ３５が探査を行った位置（探査位置）を取得する第２取得部６２ｂと、を備え、第１表示部６１は、許容深度ｄ１及び探査位置を表示することで、作業装置５が掘削作業を行う掘削位置をマップとして表示可能である。本実施形態において、第１取得部６２ａ及び第２取得部６２ｂは、第１表示装置６０の第１表示制御装置６２が備えており、当該第１表示制御装置６２が有する電気・電子部品、電気回路、及び記憶媒体に格納されたプログラム等から構成されている。
The
As shown in FIGS. 1A to 1E, the
具体的には、第１表示装置６０の第３通信部６３が地中探査装置３０の第１通信部３７と通信を行い、第２記憶部３３ａが記憶している許容深度ｄ１に関する情報（許容深度データ）を受信し、第１取得部６２ａは、第３通信部６３が受信した許容深度データを取得する。これにより、第１取得部６２ａは、地中探査装置３０のレーダ３５の許容深度ｄ１を取得する。
Specifically, the
また、第１表示装置６０の第３通信部６３が地中探査装置３０の第１通信部３７と通信を行い、第２記憶部３３ａが記憶している探査データを受信し、第２取得部６２ｂは、第３通信部６３が受信した探査データを取得する。これにより、第２取得部６２ｂは、探査データに基づいてレーダ３５が探査を行った探査位置を取得する。なお、第２取得部６２ｂは、少なくとも探査位置を取得することができればよく、第２取得部６２ｂが取得するデータは、探査結果及び探査位置データを含む探査データに限定されず、探査位置を示す探査位置データのみであってもよい。
Further, the
図２に示すように、第１表示部６１は、作業装置５が掘削作業を行う作業場の周辺地図を示す作業場マップＭ１を表示可能である。第１表示部６１が表示する作業場マップＭ１には、少なくとも掘削位置（探査位置）と許容深度ｄ１が表示される。本実施形態においては、第１表示部６１は、探査データに基づいて、掘削位置、当該掘削位置に対応する探
査結果、並びに許容深度ｄ１を表示する。具体的には、第１表示部６１は、掘削位置で探知された埋設物Ｕの地表Ｓからの深度が許容深度ｄ１未満の場合には当該掘削位置と埋設物Ｕの地表Ｓからの深度とを対応付け、掘削位置で埋設物Ｕが探知されなかった場合及び探知された埋設物Ｕの地表Ｓからの深度が許容深度ｄ１以上の場合には当該掘削位置と許容深度ｄ１とを対応付けたマップを表示する。
As shown in FIG. 2, the
図２に示すように、作業場マップＭ１は、１つの作業場内を複数のエリアＱｎ（ｎ＝１，２，３・・・ｎ）に区分したメッシュ型のマップである。また、作業場マップＭ１は、複数のエリアＱｎにそれぞれ対応する分割データＤ１ｎ（ｎ＝１，２，３・・・ｎ）に対して、当該分割データＤ１ｎの大きさ（値）に応じて、探査結果及び許容深度ｄ１を示す複数のグループ（複数のランク）が割り当てられたマップである。即ち、作業場マップＭ１においては、複数のエリアＱｎ毎に、予め割り当てられたグループ（ランク）が識別できるように、グループ（ランク）が色、数値、文字等で示されている。図２の例の場合、作業場マップＭ１の複数のエリアＱｎ内に示した数値が探査結果及び許容深度ｄ１を示している。 As shown in FIG. 2, the workplace map M1 is a mesh-type map in which one workplace is divided into a plurality of areas Qn (n=1, 2, 3, . . . n). In addition, the workplace map M1 is searched according to the size (value) of the divided data D1n (n=1, 2, 3...n) corresponding to each of the plurality of areas Qn. This is a map to which a plurality of groups (a plurality of ranks) are assigned, indicating the result and the allowable depth d1. That is, in the workplace map M1, the groups (ranks) are shown in colors, numbers, letters, etc. so that the groups (ranks) assigned in advance can be identified for each of the plurality of areas Qn. In the example of FIG. 2, the numerical values shown in the plurality of areas Qn of the workplace map M1 indicate the exploration results and the allowable depth d1.
例えば、図３の一覧表Ｔ１に示すように、分割データＤ１ｎは、数値に応じて５段階のグループに分けられ、最も数値が小さなグループが「第１グループＧ１」、最も数値が大きいグループが「第５グループ」に割り当てられている。「第１グループＧ１」から「第５グループＧ５」の間に、数値の大きさの低いグループから順に、「第２グループＧ２」、「第３グループＧ３」、「第４グループＧ４」が割り当てられている。なお、分割データＤ１ｎを、どのグループに分けるかは任意であって、上述した例に限定されない。図３に示した数値は、グループ分けを説明するための数値であり、限定されない。本実施形態においては、「第５グループ」は、許容深度ｄ１を示している。また、「第１～第４グループ」は、レーダ３５が探査を行った結果、埋設物Ｕが検出された場合の当該埋設物Ｕの地表Ｓからの深度（埋設物深度）を示している。
For example, as shown in the list T1 of FIG. 3, the divided data D1n is divided into five groups according to numerical values, the group with the smallest numerical value is "first group G1", and the group with the largest numerical value is "group G1". assigned to the 5th group. Between the "first group G1" and "fifth group G5," "second group G2," "third group G3," and "fourth group G4" are assigned in descending order of numerical value. ing. Note that dividing the divided data D1n into groups is arbitrary and is not limited to the above-mentioned example. The numerical values shown in FIG. 3 are numerical values for explaining grouping, and are not limited. In this embodiment, the "fifth group" indicates the permissible depth d1. Furthermore, “first to fourth groups” indicate the depth of the buried object U from the ground surface S (buried object depth) when the buried object U is detected as a result of the
なお、図２に示した例では、各分割データに許容深度ｄ１に応じたグループを割り当てて表示させる構成について説明したが、これに限らず、許容深度や埋設物深度の数値を表示させるようにしてもよい。
第１表示部６１は、作業場マップＭ１に加えて、作業場及び掘削作業を行う作業機２に関する情報や、第１～第５グループ並びに深度及び許容深度ｄ１を示す凡例を表示可能である。具体的には、第１表示部６１は、作業場マップＭ１とともに、第１基本表示部Ｅ１と第１凡例表示部Ｅ２とを表示する。
In addition, in the example shown in FIG. 2, a configuration has been described in which each divided data is assigned a group according to the allowable depth d1 and displayed, but the present invention is not limited to this, and numerical values of the allowable depth and buried object depth may be displayed. It's okay.
In addition to the workplace map M1, the
図２に示すように、第１基本表示部Ｅ１は、作業場及び掘削作業を行う作業機２に関する情報を表示する表示領域である。作業場及び掘削作業を行う作業機２に関する情報は、予めサーバ５０の記憶装置５３に記憶されており、第１表示制御装置６２は、第３通信部６３を介して当該情報を取得し、第１基本表示部Ｅ１に表示させる。第１基本表示部Ｅ１は、予め登録された作業場名、作業場の面積、及び作業場の位置情報を表示する。また、第１基本表示部Ｅ１は、掘削作業を行う作業機２の名称、型番等を表示する。
As shown in FIG. 2, the first basic display section E1 is a display area that displays information regarding the workplace and the
第１凡例表示部Ｅ２は、分割データＤ１ｎのグループと当該グループに対応する深度及び許容深度ｄ１を表示する凡例を表示する表示領域である。
次に、第１表示装置６０の作業場マップＭ１の表示方法について詳しく説明する。
図１Ａ～図１Ｅに示すように、第１表示装置６０は、第１マップ演算部６２ｃと第１グループ設定部６２ｄを有している。第１マップ演算部６２ｃ及び第１グループ設定部６２ｄは、第１表示装置６０の第１表示制御装置６２が備えており、当該第１表示制御装置６２が有する電気・電子部品、電気回路、及び記憶媒体に格納されたプログラム等から構成されている。
The first legend display section E2 is a display area that displays a legend that displays a group of divided data D1n, a depth corresponding to the group, and an allowable depth d1.
Next, a method of displaying the workplace map M1 on the
As shown in FIGS. 1A to 1E, the
第１マップ演算部６２ｃは、第１取得部６２ａが取得した許容深度ｄ１、並びに第２取得部６２ｂが取得した探査データに基づいて、許容深度ｄ１又は探査結果を作業場内のエリアＱｎ毎に割り当てる処理を行う。例えば、メッシュサイズが５ｍである場合、第１マップ演算部６２ｃは、エリアＱｎの１辺の幅（縦幅、横幅）を５ｍに設定して、５ｍごとに作業場を複数のエリアＱｎに区切り、許容深度ｄ１及び探査結果を、当該メッシュサイ
ズで区切ることで形成したエリアＱｎに入るデータとして分割する。ここで、第１マップ演算部６２ｃは、エリアＱｎに入る許容深度ｄ１又は探査結果が複数ある場合には、例えば、データの値（埋設物深度又は許容深度ｄ１）を平均し、平均値の深度をエリアＱｎに対応する分割データＤ１ｎとして割り当てる。また、第１マップ演算部６２ｃは、エリアＱｎに入るデータが１つである場合には、当該データをエリアＱｎに対応する分割データＤ１ｎとして割り当てる。
The first
なお、メッシュサイズは、第１表示装置６０を操作して設定変更することができてもよい。また、許容深度ｄ１及び探査結果を、エリアＱｎに対応する分割データＤ１ｎに割り当てる方法は、上述した例に限定されない。
第１グループ設定部６２ｄは、第１マップ演算部６２ｃで割り当てられたエリアＱｎ毎の分割データＤ１ｎに対して、グループを設定する。サーバ５０に、予めグループ数とグループ毎の基準値（上限値、下限値）との関係を示すグループ設定情報が記憶されている場合、第１グループ設定部６２ｄは、グループ設定情報を参照し、分割データＤ１ｎとグループ毎の基準値とを比較して、分割データＤ１ｎ毎にグループを割り当てることで、グループを設定する。
Note that the mesh size may be changed by operating the
The first
なお、上述した実施形態において、作業場マップＭ１は、作業場内を複数のエリアＱｎ（ｎ＝１，２，３・・・ｎ）に区分したメッシュ型であり、且つ探査結果及び許容深度ｄ１を示す複数のグループ（複数のランク）が割り当てられたマップであるが、第１表示部６１は、第１取得部６２ａが取得した許容深度ｄ１と、第２取得部６２ｂが取得した探査位置と、に基づいて、許容深度ｄ１及び作業装置５が掘削作業を行う掘削位置をマップに表示することができればよく、その表示するマップは上記構成に限定されない。
In the embodiment described above, the workplace map M1 is a mesh type in which the inside of the workplace is divided into a plurality of areas Qn (n=1, 2, 3...n), and also indicates the exploration results and the allowable depth d1. Although this is a map to which multiple groups (multiple ranks) are assigned, the
例えば、作業場マップＭ１は、作業場における探査位置と許容深度ｄ１のみを表示するようなマップや、探査結果及び許容深度ｄ１を等高線で表示するようなマップであってもよい。作業場マップＭ１が探査位置と許容深度ｄ１のみを表示する場合、作業者がサーバ５０に接続されたＰＣや比較的演算能力の高いスマートフォン（多機能携帯電話）等の端末を操作して、探査位置を予め設定入力し、第２取得部６２ｂがサーバ５０から当該探査位置を取得するような構成であってもよい。
For example, the workplace map M1 may be a map that displays only the exploration position and the allowable depth d1 in the workplace, or a map that displays the exploration results and the allowable depth d1 as contour lines. When the workplace map M1 displays only the exploration position and allowable depth d1, the worker operates a terminal such as a PC connected to the
また、本実施形態において、第１取得部６２ａ、第２取得部６２ｂ、第１マップ演算部６２ｃ、及び第１グループ設定部６２ｄは、第１表示制御装置６２が有する電気・電子部品、電気回路、及び第２記憶部３３ａに格納されたプログラム等から構成されているが、第１取得部６２ａ、第２取得部６２ｂ、第１マップ演算部６２ｃ、及び第１グループ設定部６２ｄは、サーバ５０の演算処理装置５１が有する電気・電子部品、電気回路、及び記憶装置５３に格納されたプログラム等から構成されてもよく、第１表示制御装置６２が第３通信部６３を介して作業場マップＭ１の表示情報をサーバ５０から取得し、第１表示部６１に作業場マップＭ１を表示させるような構成であってもよい。
Further, in the present embodiment, the
また、図１Ｂ～図１Ｅに示すように、地中探査装置３０が設置式又は手動式であって、運転者が走行車両１８を操作したり、作業者が地中探査装置３０を移動させたりして、レーダ３５が探査を行う場合、作業機の掘削支援システム１は、作業装置５が掘削作業を行った掘削位置を表示し、レーダ３５が探査を行う位置をマップに表示する第２表示装置７０を備えていてもよい。第２表示装置７０は、レーダ３５の探査に関する様々な情報を表示する。第２表示装置７０は、レーダ３５の探査に関する情報を表示することができればよく、地中探査装置３０が作業機２に設けられている場合、第２表示装置７０は、ターミナル表示装置や携帯端末であって、ターミナル表示装置又は携帯端末は、第１表示装置６０と第２表示装置７０を兼用可能である。
Further, as shown in FIGS. 1B to 1E, the
地中探査装置３０が手動式である場合、第２表示装置７０は、地中探査装置３０を移動させる作業者或いは作業者に指示を行う作業指示者が所持する携帯端末である。携帯端末は、ＰＣや比較的演算能力の高いスマートフォン（多機能携帯電話）等で構成されている。
また、地中探査装置３０が走行車両１８に設けられている場合、第２表示装置７０は走行車両１８に設けられているナビゲーションシステムやマルチインフォメーションディス
プレイ等の車両表示装置や、走行車両１８を操作する運転者が有する携帯端末である。車両表示装置は、走行車両１８に搭乗する運転者から視認可能な位置に配置され、走行車両１８と通信可能に接続されている。
When the
In addition, when the
図１Ｂ～図１Ｅに示すように、第２表示装置７０は、第２表示部７１と、第２表示制御装置７２と、第４通信部７３と、を有している。第２表示部７１は、略矩形形状であり、液晶等のパネルから構成されており、様々な画面に遷移することができる。第２表示装置７０が携帯端末である場合、第２表示部７１は、指先等で操作可能なタッチパネル等であってもよい。なお、ターミナル表示装置や携帯端末が第１表示装置６０と第２表示装置７０とを兼用する場合、第１表示部６１が第２表示部７１を兼用する。
As shown in FIGS. 1B to 1E, the
第２表示制御装置７２は、第２表示部７１を表示制御する装置である。第２表示制御装置７２は、第２表示部７１にレーダ３５の探査に関する様々な情報を表示させる。第２表示制御装置７２は、表示制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ、コンピュータプログラムを格納したＲＯＭ（ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、各種の制御プログラムの命令を展開するＲＡＭ（ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、各種の制御プログラム及び各種データを格納するメモリ等の記録媒体などを備えている。なお、ターミナル表示装置や携帯端末が第１表示装置６０と第２表示装置７０とを兼用する場合、第１表示制御装置６２は、第２表示制御装置７２を兼用する。
The second
第４通信部７３は、例えば、携帯電話通信網、Ｗｉ-Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｆｉｄｅｌｉｔｙ、登録商標）、その他のネットワーク網を介して情報（データ）の送受信を行うことができる。
図１Ｂ～図１Ｅに示すように、作業機の掘削支援システム１は、第８取得部７２ａを備えている。詳しくは、第２表示装置７０は、作業装置５が掘削作業を行った掘削位置を取得する第８取得部７２ａを有し、第２表示部７１は掘削位置を表示することで、レーダ３５が探査を行う位置をマップとして表示可能である。本実施形態において、第８取得部７２ａは、第２表示装置７０の第２表示制御装置７２が備えており、当該第２表示制御装置７２が有する電気・電子部品、電気回路、及び記録媒体に格納されたプログラム等から構成されている。
The
As shown in FIGS. 1B to 1E, the
具体的には、第２表示装置７０の第４通信部７３が作業機２の通信装置１３と通信を行い、作業装置５が掘削作業を行った位置（掘削位置）を示す位置情報（掘削位置データ）を受信する。第８取得部７２ａは、第４通信部７３が受信した掘削位置データを取得する。詳しくは、本実施形態において、第４通信部７３は、掘削位置と、当該掘削位置において作業装置５が掘削する深度と、を対応付けた掘削データを受信し、第８取得部７２ａは、掘削位置と当該掘削位置において作業装置５が掘削する深度とを取得する。
Specifically, the
図１Ｂ～図１Ｅに示すように、作業機２は、通信装置１３と、位置検出装置１４と、を備えている。通信装置１３は、例えば、携帯電話通信網、Ｗｉ-Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ
Ｆｉｄｅｌｉｔｙ、登録商標）、その他のネットワーク網を介して情報（データ）の送受信を行うことができる。
位置検出装置１４は、Ｄ－ＧＰＳ、ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ、北斗、ガリレオ、みちびき等の衛星測位システム（測位衛星Ｚ）により、自己（機体３）の位置（緯度、経度を含む測位情報）を検出可能である。即ち、位置検出装置１４は、測位衛星Ｚから送信された衛星信号（測位衛星Ｚの位置、送信時刻、補正情報等）を受信し、衛星信号に基づいて、作業機２の位置（例えば、緯度、経度）を検出する。本実施形態において、位置検出装置１４は、図９に示すように、作業機２の運転席７を覆うキャビン６の上部（ルーフ）に設けられている。なお、位置検出装置１４は、作業機２の位置を検出することができればよく、その取り付け位置や構成は、上記構成に限定されない。例えば、位置検出装置１４は、車速センサ、画像処理、ジャイロセンサ等によって自己の位置を推定する構成であってもよい。また、位置検出装置１４は、衛星信号を正常に受信できる場合は衛星信号に基づいて位置を検出し、衛星信号を正常に受信できない場合に車速センサ、画像処理、ジャイロセンサ等により位置を推定する構成であってもよい。位置検出装置１４が検出した作業機２の位置情報（作業機位置）のうち、少なくとも作業装置５が掘削作業を行った位置（
掘削位置）を示す位置情報（掘削位置データ）は、例えば第１記憶部１１ａに記憶される。
As shown in FIGS. 1B to 1E, the
Information (data) can be sent and received via Fidelity (registered trademark) and other networks.
The
The position information (excavation position data) indicating the excavation position is stored, for example, in the
また、本実施形態において、作業機２の第１制御装置１１は、掘削位置と、当該掘削位置において作業装置５が掘削した深度と、を対応付けて掘削データとして第１記憶部１１ａに記憶させる。具体的には、第１制御装置１１は、深度演算部１１ｂを有している。深度演算部１１ｂは、第１制御装置１１が有する電気・電子部品、電気回路、及び第１記憶部１１ａに格納されたプログラム等から構成されている。深度演算部１１ｂは、作業機２に設けられた検出装置（センサ）が検出した信号に基づいて、作業装置５が掘削する深度を算出可能である。例えば、図９に示すように、作業装置５には、第１回転軸２５ｃ、第２回転軸２６ｃ、及び第３回転軸２７ｃの回転角度を検出する角度センサ（ブーム角度センサ２５ｄ、アーム角度センサ２６ｄ、及び作業具角度センサ２７ｄ）が設けられており、深度演算部１１ｂは、角度センサが検出した深度と、予め第１記憶部１１ａに記憶されている演算式と、に基づいて、作業装置５が掘削する深度を算出可能である。
Further, in the present embodiment, the
具体的には、ブーム角度センサ２５ｄは、ブーム２５ａの揺動角度（回動位置）を検出し、アーム角度センサ２６ｄは、アーム２６ａの揺動角度（回動位置）を検出し、作業具角度センサ２７ｄは、アーム２６ａの先端部に対するバケット２７ａの横軸２７ｃの周りの揺動角度（回動位置）を検出する。本実施形態では、ブーム角度センサ２５ｄ、アーム角度センサ２６ｄ、及び作業具角度センサ２７ｄとしてポテンショメータを用いているが、これに限らず、他の角度センサを用いてもよく、あるいは、ブームシリンダ２５ｂ、アームシリンダ２６ｂ、及びバケットシリンダ２７ｂのストローク（伸長位置）を検出し、その検出結果からブーム２５ａ、アーム２６ａ、及びバケット２７ａの揺動角度を算出したり、作業装置５の周囲の画像を撮像する撮像装置（カメラ）によって作業装置５や土砂を撮像したりして、作業装置５が掘削を行う深度を算出するようにしてもよい。図４Ａに示すように、深度演算部１１ｂは、ブーム２５ａ、アーム２６ａ、及びバケット２７ａの揺動角度と各回動位置の間の距離等に基づいて、作業機２が接地している地表Ｓとの位置関係において作業装置５が掘削を行う深度ｄ２を算出する。
Specifically, the
なお、第１制御装置１１は、掘削位置と、当該掘削位置において作業装置５が掘削する深度と、を対応付けて掘削データとして第１記憶部１１ａに記憶させることができればよく、深度演算部１１ｂによる深度の演算方法は、上述したように作業機２が接地している地表Ｓとの位置関係によらず、例えば、図４Ｂに示すように、掘削作業を行う前の地表Ｓ（基準面）との位置関係によって深度ｄ３を算出してもよいし、その演算方法は、上記方法に限定されない。
Note that the
図５に示すように、第２表示部７１は、レーダ３５が探査を行う作業場の周辺地図を示す探査マップＭ２を表示可能である。第２表示部７１が表示する探査マップＭ２には、少なくとも掘削位置が表示される。本実施形態においては、第２表示部７１は、掘削データに基づいて、掘削位置、当該掘削位置に対応する掘削結果（作業装置５が掘削した深度）を表示する。
As shown in FIG. 5, the
図５に示すように、探査マップＭ２は、１つの作業場内を複数のエリアｑｎ（ｎ＝１，２，３・・・ｎ）に区分したメッシュ型のマップである。また、探査マップＭ２は、複数のエリアｑｎにそれぞれ対応する分割データＤ２ｎ（ｎ＝１，２，３・・・ｎ）に対して、当該分割データＤ２ｎの大きさ（値）に応じて、掘削結果を示す複数のグループ（複数のランク）が割り当てられたマップである。即ち、探査マップＭ２においては、複数のエリアｑｎ毎に、予め割り当てられたグループ（ランク）が識別できるように、グループ（ランク）が色、数値、文字等で示されている。図５の例の場合、探査マップＭ２の複数のエリアｑｎ内に示した数値が掘削結果を示している。 As shown in FIG. 5, the exploration map M2 is a mesh-type map in which one workplace is divided into a plurality of areas qn (n=1, 2, 3, . . . n). In addition, the exploration map M2 is configured to perform excavation according to the size (value) of the divided data D2n (n=1, 2, 3...n) corresponding to each of the plurality of areas qn. This is a map to which multiple groups (multiple ranks) are assigned indicating the results. That is, in the exploration map M2, the groups (ranks) are shown in colors, numbers, letters, etc. so that the groups (ranks) assigned in advance can be identified for each of the plurality of areas qn. In the example of FIG. 5, the numerical values shown in the plural areas qn of the exploration map M2 indicate the excavation results.
例えば、図６の一覧表Ｔ２に示すように、分割データＤ２ｎは、数値に応じて５段階のグループに分けられ、最も数値が小さなグループが「第１グループｇ１」、最も数値が大きいグループが「第５グループ」に割り当てられている。「第１グループｇ１」から「第５グループｇ５」の間に、数値の大きさの低いグループから順に、「第２グループｇ２」、「第３グループｇ３」、「第４グループｇ４」が割り当てられている。なお、分割デー
タＤ２ｎを、どのグループに分けるかは任意であって、上述した例に限定されない。図６に示した数値は、グループ分けを説明するための数値であり、限定されない。本実施形態においては、「第５グループ」は、最も深い掘削結果を示しており、「第１グループ」は、最も浅い掘削結果を示している。
For example, as shown in the list T2 in FIG. 6, the divided data D2n is divided into five groups according to numerical values, the group with the smallest numerical value is "first group g1", and the group with the largest numerical value is "group g1". assigned to the 5th group. Between "1st group g1" and "5th group g5", "2nd group g2", "3rd group g3", and "4th group g4" are assigned in descending order of numerical value. ing. Note that dividing the divided data D2n into groups is arbitrary and is not limited to the above-mentioned example. The numerical values shown in FIG. 6 are for explaining grouping, and are not limited. In this embodiment, the "fifth group" indicates the deepest excavation results, and the "first group" indicates the shallowest excavation results.
第２表示部７１は、探査マップＭ２に加えて、作業場及び探査を行う地中探査装置３０に関する情報や、第１～第５グループ及び掘削結果を示す凡例を表示可能である。具体的には、第２表示部７１は、探査マップＭ２とともに、第２基本表示部Ｅ３と第２凡例表示部Ｅ４とを表示する。
図５に示すように、第２基本表示部Ｅ３は、作業場及び探査を行う地中探査装置３０に関する情報を表示する表示領域である。地中探査装置３０に関する情報は、予めサーバ５０の記憶装置５３に記憶されており、第２表示制御装置７２は、第４通信部７３を介して当該情報を取得し、第２基本表示部Ｅ３に表示させる。第２基本表示部Ｅ３は、予め登録された作業場名、作業場の面積、及び作業場の位置情報を表示する。また、第２基本表示部Ｅ３は、地中探査装置３０の名称、型番等を表示する。
In addition to the exploration map M2, the
As shown in FIG. 5, the second basic display section E3 is a display area that displays information regarding the workplace and the
第２凡例表示部Ｅ４は、分割データＤ２ｎのグループと当該グループに対応する掘削結果（深度）を表示する凡例を表示する表示領域である。
なお、図５に示した例では、各分割データに作業装置５が掘削した深度に応じたグループを割り当てて表示させる構成について説明したが、これに限らず、作業装置５が掘削した深度の数値を表示させるようにしてもよい。
The second legend display section E4 is a display area that displays a legend that displays the group of the divided data D2n and the excavation result (depth) corresponding to the group.
In addition, in the example shown in FIG. 5, a configuration has been described in which each divided data is assigned a group according to the depth excavated by the working
次に、第２表示装置７０の探査マップＭ２の表示方法について詳しく説明する。
図１Ｂ～図１Ｅに示すように、第２表示装置７０は、第２マップ演算部７２ｂと第２グループ設定部７２ｃを有している。第２マップ演算部７２ｂ及び第２グループ設定部７２ｃは、第２表示装置７０の第２表示制御装置７２が兼用している。
第２マップ演算部７２ｂは、第８取得部７２ａが取得した掘削データに基づいて、掘削結果を作業場内のエリアｑｎ毎に割り当てる処理を行う。例えば、メッシュサイズが５ｍである場合、第２マップ演算部７２ｂは、エリアｑｎの１辺の幅（縦幅、横幅）を５ｍに設定して、５ｍごとに作業場を複数のエリアｑｎに区切り、掘削結果を、当該メッシュサイズで区切ることで形成したエリアｑｎに入るデータとして分割する。ここで、第２マップ演算部７２ｂは、エリアｑｎに入る掘削結果が複数ある場合には、例えば、データの値（掘削結果）を平均し、平均値の深度をエリアｑｎに対応する分割データＤ２ｎとして割り当てる。また、第２マップ演算部７２ｂは、エリアｑｎに入るデータが１つである場合には、当該データをエリアｑｎに対応する分割データＤ２ｎとして割り当てる。
Next, a method of displaying the exploration map M2 on the
As shown in FIGS. 1B to 1E, the
The second
なお、メッシュサイズは、第１表示装置６０を操作して「メッシュサイズ」の数値を入力することで設定変更することができる。また、掘削結果を、エリアｑｎに対応する分割データＤ２ｎに割り当てる方法は、上述した例に限定されない。
第２グループ設定部７２ｃは、第２マップ演算部７２ｂで割り当てられたエリアｑｎ毎の分割データＤ２ｎに対して、グループを設定する。サーバ５０に、予めグループ数とグループ毎の基準値（上限値、下限値）との関係を示すグループ設定情報が記憶されている場合、第２グループ設定部７２ｃは、グループ設定情報を参照し、分割データＤ２ｎとグループ毎の基準値とを比較して、分割データＤ２ｎ毎にグループを割り当てることで、グループを設定する。
Note that the mesh size can be changed by operating the
The second
なお、上述した実施形態において、探査マップＭ２は、作業場内を複数のエリアｑｎ（ｎ＝１，２，３・・・ｎ）に区分したメッシュ型であり、且つ掘削結果を示す複数のグループ（複数のランク）が割り当てられたマップであるが、第２表示部７１は、第８取得部７２ａが取得した掘削位置に基づいて、レーダ３５が探査を行う位置をマップに表示することができればよく、その表示するマップは上記構成に限定されない。例えば、探査マップＭ２は、掘削結果を表示せず、掘削位置を表示するようなマップであってもよい。斯かる場合、第８取得部７２ａは、掘削データを取得せず、掘削位置を取得する。
In the above-described embodiment, the exploration map M2 is a mesh type in which the inside of the workplace is divided into a plurality of areas qn (n=1, 2, 3...n), and a plurality of groups ( The
また、探査マップＭ２が掘削結果を表示せず、掘削位置を表示するようなマップである場合、作業者がサーバ５０に接続されたＰＣや比較的演算能力の高いスマートフォン（多
機能携帯電話）等の端末を操作して、掘削位置を予め設定入力し、第８取得部７２ａがサーバ５０から当該掘削位置を取得するような構成であってもよい。
本実施形態において、第２表示制御装置７２が第８取得部７２ａ、第２マップ演算部７２ｂ、及び第２グループ設定部７２ｃを兼用しているが、第８取得部７２ａ、第２マップ演算部７２ｂ、及び第２グループ設定部７２ｃは、サーバ５０の演算処理装置５１が兼用してもよく、第２表示制御装置７２が第４通信部７３を介して探査マップＭ２の表示情報をサーバ５０から取得し、第２表示部７１に探査マップＭ２を表示させるような構成であってもよい。
In addition, if the exploration map M2 is a map that does not display excavation results but displays excavation positions, the operator may use a PC connected to the
In this embodiment, the second
なお、上述した実施形態においては、作業機の掘削支援システム１が第２表示装置７０を備え、第２表示部７１が作業装置５の掘削作業を行った掘削位置を表示し、レーダ３５が探査を行う位置をマップに表示する場合を例に説明したが、第２制御装置３３は、作業装置５が掘削作業を行った掘削位置に地中探査装置３０Ａを自律して走行させ、レーダ３５が当該掘削位置を探査するような構成であってもよい。
In the above-described embodiment, the
図１Ｆに示すように、作業機の掘削支援システム１は、第６取得部３３ｂを備えている。詳しくは、第２制御装置３３は、第６取得部３３ｂと、ルート作成部３３ｃと、自動走行制御部３３ｄと、第３制御部３３ｅと、を有している。第６取得部３３ｂ、ルート作成部３３ｃ、自動走行制御部３３ｄ、及び第３制御部３３ｅは、第２制御装置３３が有する電気・電子部品、電気回路、及び第２記憶部３３ａに格納されたプログラム等から構成されている。第６取得部３３ｂは、作業装置５が掘削作業を行った掘削位置を取得する。
As shown in FIG. 1F, the
具体的には、地中探査装置３０の第１通信部３７が作業機２の通信装置１３と通信を行い、作業装置５が掘削作業を行った位置（掘削位置）を示す位置情報（掘削位置データ）を受信する。第６取得部３３ｂは、第１通信部３７が受信した掘削位置データを取得する。これにより、第６取得部３３ｂは、作業装置５が掘削作業を行った位置に基づいて、当該掘削作業を行った領域（探査領域）を取得することができる。第６取得部３３ｂが取得した探査領域は、第２記憶部３３ａに記憶される。
Specifically, the
ルート作成部３３ｃは、第２記憶部３３ａに登録された探査領域を参照して、図７に示すように探査領域上に地中探査装置３０が自動走行を行うための走行ルート（走行予定ルート）Ｌを作成し、好ましくは探査領域を最短距離で移動する走行予定ルートＬを作成する。走行予定ルートＬは、地中探査装置３０が直進する直進部（直進ルート）Ｌ１と、地中探査装置３０が旋回する旋回部（旋回ルート）Ｌ２と、を含んでいる。
The
自動走行制御部３３ｄは、第２制御装置３３から出力された制御信号に基づいて地中探査装置３０が走行予定ルートＬに沿って走行するように走行部３２を制御する。つまり、位置測定部３４が検出した本体３１の位置が走行予定ルートＬ上から離れると、自動走行制御部３３ｄは、本体３１の位置が走行予定ルートＬに戻るよう走行部３２を制御する。言い換えると、第２制御装置３３は、位置測定部３４が検出した本体３１の位置が、第６取得部３３ｂが取得した掘削位置と異なる場合、走行部３２により本体３１を掘削位置に移動させる。詳しくは、自動走行制御部３３ｄは、第２記憶部３３ａから走行予定ルートＬを取得し、自動走行を開始すると、地中探査装置３０が当該走行予定ルートＬに沿って走行するように走行部３２を制御し、走行部３２の回転速度等を自動的に変更することによって、地中探査装置３０の車速（速度）及び姿勢を制御する。
The automatic
第３制御部３３ｅは、位置測定部３４が検出した本体３１の位置が、第６取得部３３ｂが取得した掘削位置にある場合、レーダ３５に探査を行わせる。第３制御部３３ｅは、位置測定部３４から当該位置測定部３４が測定した地中探査装置３０の位置情報（装置位置データ）を取得する。第３制御部３３ｅは、取得した装置位置データと、第２記憶部３３ａに記憶されている探査領域の情報と、に基づいて、本体３１の位置が第６取得部３３ｂの取得した掘削位置にあるか否かを判断する。第３制御部３３ｅは、本体３１の位置が第６取得部３３ｂの取得した掘削位置にあると判断した場合、レーダ３５に制御信号を出力し、当該レーダ３５に探査を行わせる。一方、第３制御部３３ｅは、本体３１の位置が第６取得部３３ｂの取得した掘削位置にないと判断した場合、レーダ３５に制御信号を出力し、当該レーダ３５に探査を中止させる。
The
上述した作業機の掘削支援システム１は、埋設物Ｕを探査可能なレーダ３５を有する地中探査装置３０と、機体３と、機体３に設けられ且つ掘削作業を行う作業装置５と、を有する作業機２と、情報を表示する第１表示装置６０と、レーダ３５が地表Ｓから所定の精度で探査を行うことができる深度である許容深度ｄ１を取得する第１取得部６２ａと、レーダ３５が探査を行った探査位置を取得する第２取得部６２ｂと、を備え、第１表示装置６０は、第１取得部６２ａが取得した許容深度ｄ１と、第２取得部６２ｂが取得した探査位置と、に基づいて、許容深度ｄ１及び作業装置５が掘削作業を行う掘削位置をマップに表示する第１表示部６１を有している。上記構成によれば、地中探査装置３０が探査した場所を的確に掘削することができ、許容深度ｄ１に基づいて掘削することで掘削の正確性及び効率性を向上させることができる。
The
また、第１表示部６１は、掘削位置で探知された埋設物Ｕの地表Ｓからの深度が許容深度ｄ１未満の場合には当該掘削位置と埋設物Ｕの地表Ｓからの深度とを対応付け、掘削位置で埋設物Ｕが探知されなかった場合及び探知された埋設物Ｕの地表Ｓからの深度が許容深度ｄ１以上の場合には当該掘削位置と許容深度とを対応付けたマップを表示する。上記構成によれば、掘削位置で埋設物Ｕが検出された場合であっても、当該埋設物Ｕの地表Ｓからの深度を認識することができ、掘削の正確性を向上させることができる。
In addition, if the depth from the ground surface S of the buried object U detected at the excavation position is less than the allowable depth d1, the
また、作業機２は、運転者が着座する運転席７を有し、第１表示装置６０は、運転席７の周囲に設けられている。上記構成によれば、作業者は、作業機２を操作しつつ、許容深度ｄ１及び掘削位置を容易に把握することができる。これにより、作業機２の作業性を向上させることができる。
また、第１表示装置６０は、携帯端末である。上記構成によれば、携帯端末を確認することで許容深度ｄ１及び掘削位置のマップを認識できるため、上述した効果を奏する作業機の掘削支援システム１をより簡単に導入できる。
Further, the
Further, the
また、作業機の掘削支援システム１は、作業装置５が掘削作業を行った掘削位置を取得する第６取得部３３ｂを備え、地中探査装置３０は、本体３１と、本体３１に設けられ且つ走行可能な走行部３２と、本体３１の位置を検出する位置測定部３４と、位置測定部３４が検出した本体３１の位置に基づいて、走行部３２及びレーダ３５の制御を行う第２制御装置３３と、を有し、第２制御装置３３は、位置測定部３４が検出した本体３１の位置が、第６取得部３３ｂが取得した掘削位置にある場合、レーダ３５に探査を行わせる第３制御部３３ｅを有している。上記構成によれば、地中探査装置３０は、作業装置５が掘削作業を完了した場所を正確に探査することができる。このため、地中探査装置３０の探査の効率性を向上させることができ、作業時間を短縮化することができる。
Further, the
また、第２制御装置３３は、位置測定部３４が検出した本体３１の位置が、第６取得部３３ｂが取得した掘削位置と異なる場合、走行部３２により本体３１を掘削位置に移動させる。上記構成によれば、地中探査装置３０Ａは、掘削作業が行われた掘削位置、即ち探査の対象となる位置に速やかに移動でき、探査を効率よく行うことができる。
また、作業機の掘削支援システム１は、情報を表示する第２表示装置７０と、作業装置５が掘削作業を行った掘削位置を取得する第８取得部７２ａと、を備え、第２表示装置７０は、第８取得部７２ａが取得した掘削位置に基づいて、レーダ３５が探査を行う位置をマップに表示する第２表示部７１を有している。上記構成によれば、第２表示装置７０が表示するマップに基づいて、掘削作業が行われた位置を地中探査装置３０に探査を行わせることができる。
Furthermore, when the position of the
Further, the
また、地中探査装置３０は、作業者が手動で移動させる手動式であり、第２表示装置７０は、携帯端末である。上記構成によれば、携帯端末に表示されるマップに基づいて、地中探査装置３０を掘削位置に移動させ、掘削位置での地中探査を簡単に行うことができる。
また、作業機２は、運転者が着座する運転席７を有し、地中探査装置３０は、作業機２に設置する設置式であり、第２表示装置７０は、運転席７の周囲に設けられているか、或いは携帯端末である。
上記構成によれば、運転者は、運転席７の周囲の第２表示装置７０又は、手元の携帯端末
である第２表示装置７０を確認して、作業機２を掘削位置に移動させ、掘削位置での地中探査を簡単に行うことができる。
Further, the
Further, the
According to the above configuration, the driver checks the
また、地中探査装置３０は、走行可能な走行車両１８に設置する設置式であり、第２表示装置７０は、走行車両１８を操作する運転者が有する携帯端末である。上記構成によれば、作業者は、携帯端末に表示されるマップに基づいて、走行車両１８を掘削位置に移動させ、掘削位置での地中探査を簡単に行うことができる。
［第２実施形態］
第１実施形態においては、第１表示部６１が許容深度ｄ１と、作業装置５が掘削作業を行う掘削位置と、をマップ（作業場マップＭ１）として作業機２を操作する作業者に表示することで、地中探査装置３０が探査した場所の的確な掘削を実現するが、上記構成に加えて、或いは代えて第１制御装置１１が作業装置５を制御して、地中探査装置３０の探査した場所において、作業装置５が許容深度ｄ１を超えて掘削することを阻止するような構成であってもよい（第２実施形態）。
Further, the
[Second embodiment]
In the first embodiment, the
以下、第２実施形態の作業機の掘削支援システム１について、上述した実施形態（第１実施形態）と異なる構成を中心に説明し、第１実施形態と共通する構成については同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
図１Ｇに示すように、作業機２は、ブーム制御弁２８ａと、アーム制御弁２８ｂと、バケット制御弁２８ｃと、操縦装置１９と、を有している。ブーム制御弁２８ａ、アーム制御弁２８ｂ及びバケット制御弁２８ｃは、それぞれ油路を介して、ブームシリンダ２５ｂ、アームシリンダ２６ｂ、バケットシリンダ２７ｂに接続されている。また、ブーム制御弁２８ａ、アーム制御弁２８ｂ及びバケット制御弁２８ｃには、それぞれ油路を介して、作動油を吐出する油圧ポンプＰ１が接続されている。
The
As shown in FIG. 1G, the
ブーム制御弁２８ａ、アーム制御弁２８ｂ及びバケット制御弁２８ｃは、例えば、電磁式の３位置切換弁である。具体的には、ブーム制御弁２８ａは、励磁又は消磁することによって、第１位置、第２位置、第３位置に切換可能である。ブーム制御弁２８ａが第１位置に切り換わると、ブームシリンダ２５ｂへの作動油の供給、排出によって、当該ブームシリンダ２５ｂが伸長し、ブーム２５ａは上昇する方向に揺動する。一方、ブーム制御弁２８ａが第２位置に切り換わると、ブームシリンダ２５ｂへの作動油の供給、排出によって、当該ブームシリンダ２５ｂが収縮し、ブーム２５ａは下降する方向に揺動する。
The
アーム制御弁２８ｂは、励磁又は消磁することによって、第１位置、第２位置、第３位置に切換可能である。アーム制御弁２８ｂが第１位置に切り換わると、アームシリンダ２６ｂへの作動油の供給、排出によって、当該アームシリンダ２６ｂが伸長し、アーム２６ａは、アーム２６ａは後方且つ下方に向けて揺動する。一方、アーム制御弁２８ｂが第２位置に切り換わると、アームシリンダ２６ｂへの作動油の供給、排出によって、当該アームシリンダ２６ｂが収縮し、前方且つ上方に向けて揺動する。
The
バケット制御弁２８ｃは、励磁又は消磁することによって、第１位置、第２位置、第３位置に切換可能である。バケット制御弁２８ｃが第１位置に切り換わると、バケットシリンダ２７ｂへの作動油の供給、排出によって、当該バケットシリンダ２７ｂが伸長し、バケット２７ａはスクイの方向に揺動する。一方、バケット制御弁２８ｃが第２位置に切り換わると、バケットシリンダ２７ｂへの作動油の供給、排出によって、当該バケットシリンダ２７ｂが収縮し、バケット２７ａはダンプの方向に揺動する。
The
第１制御装置１１は、作業制御部１１ｃを有している。作業制御部１１ｃは、ブーム制御弁２８ａ、アーム制御弁２８ｂ及びバケット制御弁２８ｃの切換動作を制御する。すなわち、第１制御装置１１は、ブーム２５ａ、アーム２６ａ及びバケット２７ａの動作を制御する。作業制御部１１ｃは、第１制御装置１１が有する電気・電子部品、電気回路、及び第１記憶部１１ａに格納されたプログラム等から構成されている。
The
作業制御部１１ｃには、操作時にオペレータが把持する操縦装置１９が接続されており、作業制御部１１ｃは、操縦装置１９の操作量と予め設定されたテーブルに基づいてブーム制御弁２８ａ、アーム制御弁２８ｂ及びバケット制御弁２８ｃの切換動作を制御、即ち作業装置５を制御する。
図１Ｇに示すように、作業機の掘削支援システム１は、第３取得部１１ｄと、第１制御部１１ｅと、を備えている。詳しくは、第１制御装置１１は、第３取得部１１ｄと、第１制御部１１ｅと、を有している。第３取得部１１ｄ及び第１制御部１１ｅは、第１制御装置１１が有する電気・電子部品、電気回路、及び第１記憶部１１ａに格納されたプログラム等から構成されている。第３取得部１１ｄは、地中探査装置３０が地表Ｓから探査を行うことができる深度である許容深度ｄ１を取得する。
A
As shown in FIG. 1G, the
作業機２の通信装置１３が地中探査装置３０の第１通信部３７と通信を行い、第２記憶部３３ａが記憶している許容深度ｄ１に関する情報（許容深度データ）を受信し、第３取得部１１ｄは、通信装置１３が受信した許容深度データを取得する。これにより、第３取得部１１ｄは、地中探査装置３０のレーダ３５の許容深度ｄ１を取得する。
第１制御部１１ｅは、作業装置５が地表Ｓから許容深度ｄ１までの範囲で掘削作業を行うことを許容し、作業装置５が許容深度ｄ１を超えて掘削作業を行うことを阻止する。具体的には、第１制御部１１ｅは、深度演算部１１ｂが演算した深度と、第３取得部１１ｄが取得した許容深度ｄ１に基づいて、実際の掘削作業の深度が許容深度ｄ１を超えないように作業制御部１１ｃによるブーム制御弁２８ａ、アーム制御弁２８ｂ及びバケット制御弁２８ｃの切換動作の制御を補正する。
The
The
深度演算部１１ｂが掘削作業を行う前の地表Ｓ（基準面）との位置関係によって深度を算出する場合、第１制御部１１ｅは、基準面からの深度であり且つ許容深度ｄ１に基づく第１設定値を算出し、深度演算部１１ｂから取得した深度に基づいて、作業制御部１１ｃの制御による掘削作業の深度が第１設定値以下であるか判断する。第１制御部１１ｅは、当該深度が第１設定値を超過せず、実際の掘削作業の深度が基準面から第１設定値までの範囲になるよう、作業制御部１１ｃからブーム制御弁２８ａ、アーム制御弁２８ｂ及びバケット制御弁２８ｃに出力される制御信号を補正する。第１設定値は、許容深度ｄ１と、前回（Ｎ＝α－１）の掘削作業における第１設定値と、の和に基づいて算出される。
When the
例えば、いずれの掘削作業においても、深度演算部１１ｂが演算した深度が許容深度ｄ１と等しい場合、１回目（Ｎ＝１）の掘削作業を行う場合、前回の掘削作業における第１設定値が存在しないため、第１設定値は、許容深度ｄ１と零との和で算出される。即ち、１回目における第１設定値は、許容深度ｄ１と等しい値である。
２回目（Ｎ＝２）の掘削作業を行う場合、第１設定値は、許容深度ｄ１と前回（Ｎ＝１）の掘削作業における第１設定値、つまり許容深度ｄ１との和で算出される。即ち、２回目における第１設定値は、許容深度ｄ１の２倍の値である。
For example, in any excavation operation, if the depth calculated by the
When performing the second (N=2) excavation work, the first set value is calculated as the sum of the allowable depth d1 and the first set value in the previous (N=1) excavation work, that is, the allowable depth d1. . That is, the first setting value for the second time is twice the allowable depth d1.
３回目（Ｎ＝３）の掘削作業を行う場合、許容深度ｄ１と前回（Ｎ＝２）の掘削作業における第１設定値、つまり許容深度ｄ１の２倍との和で算出される。即ち、３回目における第１設定値は、許容深度ｄ１の３倍の値である。
なお、第１制御部１１ｅは、探査結果において埋設物Ｕが検出されない場合と埋設物Ｕが検出された場合とで、作業装置５の制御を異ならせても良い。斯かる場合、第１制御部１１ｅは、作業装置５が掘削作業を行う掘削位置で探知された埋設物Ｕの地表Ｓからの深度が許容深度ｄ１未満の場合には、当該掘削位置において作業装置５が地表Ｓから埋設物Ｕの深度までの範囲で掘削作業を行うことを許容し、且つ埋設物Ｕの地表Ｓからの深度を超えて掘削作業を行うことを阻止する。一方、第１制御部１１ｅは、掘削位置で埋設物Ｕが探知されなかった場合及び探知された埋設物Ｕの地表Ｓからの深度が許容深度ｄ１以上の場合には、作業装置５が地表Ｓから許容深度ｄ１までの範囲で掘削作業を行うことを許容し、且つ作業装置５が許容深度ｄ１を超えて掘削作業を行うことを阻止する。例えば、探査結果において埋設物Ｕが検出されない場合、今回（Ｎ＝α）の第１設定値は、許容深度ｄ１と、前回（Ｎ＝α－１）の掘削作業における第１設定値と、の和で算出され、第１制御部１１ｅは、今回の掘削作業の深度が第１設定値を超過せず、実際の掘削作業の深度が地表Ｓから第１設定値までの範囲になるよう、制御の補正を行う。また、探査結果において埋設物Ｕが検出された場合、今回（Ｎ＝α）の第１設定値は、前回（Ｎ＝α－１）の掘削作業における第１設定値と、許容深度ｄ１及び今回の埋設物深度の小さい方と、の和によって算出され、第１制御部１１ｅは、今回の掘削作業の深度が第１設定値を超過せず
、実際の掘削作業の深度が地表Ｓから第１設定値までの範囲になるよう、制御の補正を行う。
When performing the third excavation operation (N=3), it is calculated as the sum of the allowable depth d1 and the first set value in the previous (N=2) excavation operation, that is, twice the allowable depth d1. That is, the first setting value for the third time is a value three times the allowable depth d1.
Note that the
また、第１設定値の算出方法は、上述した方法に限定されず、前回（Ｎ＝α－１）までの掘削作業において行った実際の掘削作業の深度の累計値（基準面からの深度）と、許容深度ｄ１と、の和によって算出されてもよい。これにより、前回（Ｎ＝α－１）の実際の掘削作業の深度が許容深度ｄ１に到達していない場合であっても、地中探査装置３０が探査した場所において、前回までに掘削した深度から許容深度ｄ１まで確実に掘削することができ、掘削の正確性及び効率性を向上させることができる。斯かる場合、第１回目（Ｎ＝１）の掘削作業において、深度演算部１１ｂが演算した実際の掘削作業の深度が許容深度ｄ１未満であり、第２回目（Ｎ＝２）の掘削作業において、深度演算部１１ｂが演算した深度が許容深度ｄ１と等しい場合を説明すると、１回目（Ｎ＝１）の掘削作業を行う場合、前回の掘削作業における実際の掘削作業の深度の累計値が存在しないため、第１設定値は、許容深度ｄ１と零との和で算出される。
In addition, the method of calculating the first set value is not limited to the method described above, and the cumulative value of the actual depth of excavation work performed up to the previous excavation work (N = α - 1) (depth from the reference plane) and the allowable depth d1. As a result, even if the depth of the previous (N=α-1) actual excavation work has not reached the allowable depth d1, the depth of the previous excavation at the location explored by the
２回目（Ｎ＝２）の掘削作業を行う場合、第１設定値は、許容深度ｄ１と前回（Ｎ＝１）までの実際の掘削作業の深度の累計値との和で算出される。即ち、２回目における第１設定値は、１回目（Ｎ＝１）の深度演算部１１ｂが演算した実際の掘削作業の深度と許容深度ｄ１の和である。
３回目（Ｎ＝３）の掘削作業を行う場合、許容深度ｄ１と前回（Ｎ＝２）までの実際の掘削作業の深度の累計値との和で算出される。つまり、３回目における第１設定値は、１回目（Ｎ＝１）の深度演算部１１ｂが演算した実際の掘削作業の深度と、２回目（Ｎ＝２）の深度演算部１１ｂが演算した実際の掘削作業の深度、即ち許容深度ｄ１と、許容深度ｄ１と、の和である。
When performing the second excavation operation (N=2), the first setting value is calculated as the sum of the allowable depth d1 and the cumulative total of the depths of the actual excavation operations up to the previous time (N=1). That is, the first setting value for the second time is the sum of the actual depth of the excavation work calculated by the
When performing the third excavation operation (N=3), it is calculated as the sum of the allowable depth d1 and the cumulative total of the depths of the actual excavation operations up to the previous time (N=2). In other words, the first set value for the third time is the actual depth of the excavation work calculated by the
また、探査結果において埋設物Ｕが検出されない場合と埋設物Ｕが検出された場合とで、第１設定値の算出方法を異ならせても良い。例えば、探査結果において埋設物Ｕが検出されない場合、今回（Ｎ＝α）の第１設定値は、前回（Ｎ＝α－１）までの掘削作業において行った実際の掘削作業の深度の累計値（基準面からの深度）と、許容深度ｄ１と、の和によって算出される。また、探査結果において埋設物Ｕが検出された場合、今回（Ｎ＝α）の第１設定値は、前回（Ｎ＝α－１）までの掘削作業において行った実際の掘削作業の深度の累計値（基準面からの深度）と、許容深度ｄ１及び今回の埋設物深度の小さい方と、の和によって算出されてもよい。これにより、探査結果において埋設物Ｕが検出された場合であっても、埋設物Ｕと接触することなく、確実に掘削することができ、掘削の正確性及び効率性を向上させることができる。 Furthermore, the method for calculating the first set value may be different depending on whether the buried object U is not detected in the exploration results or when the buried object U is detected. For example, if buried object U is not detected in the exploration results, the first set value for this time (N=α) is the cumulative value of the actual depth of excavation work performed up to the previous excavation work (N=α−1). (depth from the reference plane) and the allowable depth d1. In addition, if a buried object U is detected in the exploration results, the first setting value for this time (N = α) is the cumulative depth of the actual excavation work performed up to the previous excavation work (N = α-1). It may be calculated by the sum of the value (depth from the reference plane) and the smaller of the allowable depth d1 and the current buried object depth. Thereby, even if a buried object U is detected in the exploration results, it is possible to reliably excavate without coming into contact with the buried object U, and the accuracy and efficiency of excavation can be improved.
これによって、第１制御部１１ｅは、実際の掘削作業の深度が許容深度ｄ１を超えないように作業制御部１１ｃによるブーム制御弁２８ａ、アーム制御弁２８ｂ及びバケット制御弁２８ｃを制御できる。
上述した作業機の掘削支援システム１は、埋設物Ｕを探査可能なレーダ３５を有する地中探査装置３０と、機体３と、機体３に設けられ且つ掘削作業を行う作業装置５と、作業装置５を制御する第１制御装置１１と、を有する作業機２と、地中探査装置３０が地表Ｓから所定の精度で探査を行うことができる深度である許容深度ｄ１を取得する第３取得部１１ｄと、を備え、第１制御装置１１は、第３取得部１１ｄが取得した許容深度ｄ１に基づいて、作業装置５が地表Ｓから許容深度ｄ１までの範囲で掘削作業を行うことを許容し、作業装置５が許容深度ｄ１を超えて掘削作業を行うことを阻止する第１制御部１１ｅを有している。上記構成によれば、地中探査装置３０が探査した場所において、許容深度ｄ１を超えて掘削することを確実に阻止でき、掘削の正確性及び効率性を向上させることができる。
Thereby, the
The
また、第１制御部１１ｅは、作業装置５が掘削作業を行う掘削位置で探知された埋設物Ｕの地表Ｓからの深度が許容深度ｄ１未満の場合には、当該掘削位置において作業装置５が地表Ｓから埋設物Ｕの深度までの範囲で掘削作業を行うことを許容し、且つ埋設物Ｕの深度を超えて掘削作業を行うことを阻止し、掘削位置で埋設物Ｕが探知されなかった場合及び探知された埋設物Ｕの地表Ｓからの深度が許容深度ｄ１以上の場合には、作業装置５
が地表Ｓから許容深度ｄ１までの範囲で掘削作業を行うことを許容し、且つ作業装置５が許容深度ｄ１を超えて掘削作業を行うことを阻止する。上記構成によれば、掘削位置で埋設物Ｕが検出された場合であっても、当該埋設物Ｕの深度を超えて掘削することを確実に阻止でき、掘削の正確性を向上させることができる。
［第３実施形態］
第２実施形態においては、第１制御装置１１が作業装置５の制御を行い、地中探査装置３０の探査した場所において作業装置５が地表Ｓから許容深度ｄ１を超えて掘削することを阻止することで、地中探査装置３０が探査した場所の的確な掘削を実現するが、上記構成に代えて、第１制御装置１１が作業装置５を制御して、地中探査装置３０の探査した場所において地表Ｓから許容深度ｄ１を超えない範囲で自律して掘削させるような構成であってもよい（第３実施形態）。
Further, if the depth from the ground surface S of the buried object U detected at the excavation position where the
is allowed to perform excavation work in the range from the ground surface S to the permissible depth d1, and prevents the working
[Third embodiment]
In the second embodiment, the
以下、第３実施形態の作業機の掘削支援システム１について、上述した実施形態（第１実施形態及び第２実施形態）と異なる構成を中心に説明し、第１実施形態又は第２実施形態と共通する構成については同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
図１Ｈに示すように、作業機の掘削支援システム１は、第４取得部１１ｆと、第５取得部１１ｇと、を備えている。詳しくは、第１制御装置１１は、第４取得部１１ｆと、第５取得部１１ｇと、第２制御部１１ｈと、を有している。第４取得部１１ｆ、第５取得部１１ｇ、及び第２制御部１１ｈは、第１制御装置１１が有する電気・電子部品、電気回路、及び第１記憶部１１ａに格納されたプログラム等から構成されている。第４取得部１１ｆは、地中探査装置３０が探査を行った探査位置を取得する。具体的には、第４取得部１１ｆは、通信装置１３を介して、第２記憶部３３ａに記憶されている探査データを取得して、少なくとも探査位置を取得する。本実施形態において、第４取得部１１ｆは、探査位置に加えて、当該探査位置に対応する探査結果を取得する。
Hereinafter, the
As shown in FIG. 1H, the
第５取得部１１ｇは、作業機２の位置を取得する。第５取得部１１ｇは、位置検出装置１４から当該位置検出装置１４が検出した作業機２の位置情報を取得する。
第２制御部１１ｈは、深度演算部１１ｂが演算した深度に基づいて、ブーム制御弁２８ａ、アーム制御弁２８ｂ及びバケット制御弁２８ｃの切換動作を制御して、深度が地表Ｓから許容深度ｄ１又は探査結果までの範囲になるよう掘削させる。第２制御部１１ｈは、予め第１記憶部１１ａに記憶されているテーブルに基づいて、深度が地表Ｓから許容深度ｄ１又は探査結果までの範囲になるようブーム制御弁２８ａ、アーム制御弁２８ｂ及びバケット制御弁２８ｃの切換動作を制御する。
The
The
具体的には、第２制御部１１ｈは、第５取得部１１ｇの取得した作業機２の位置が、第４取得部１１ｆの取得した探査位置にある場合、作業装置５を制御して、地表Ｓから許容深度ｄ１までの範囲で掘削させる。詳しくは、第２制御部１１ｈは、作業機２が探査位置に位置し、且つ当該位置において埋設物Ｕが検出されない場合、作業装置５を制御して、地表Ｓから許容深度ｄ１までの範囲で掘削させる。
Specifically, when the position of the
一方、第２制御部１１ｈは、作業機２が探査位置に位置し、且つ当該位置において埋設物Ｕが検出された場合、作業装置５を制御して地表Ｓから埋設物深度までの範囲で掘削させる。
以下、図８Ａを参照しながら、作業機の掘削支援システム１による作業装置５の自律制御（作業機２の掘削支援方法）の一連の流れを説明する。まず、地中探査装置３０が埋設物Ｕの探査を行う（Ｓ１，第１ステップ）。地中探査装置３０のレーダ３５が埋設物Ｕの探査を行うと、第２制御装置３３が探査位置及び当該位置における探査結果を含む探査データを第２記憶部３３ａに記憶する（Ｓ２）。
On the other hand, when the
Hereinafter, with reference to FIG. 8A, a series of steps of autonomous control of the work device 5 (excavation support method for the work device 2) by the work device
地中探査装置３０が埋設物Ｕの探査を行い、探査データを第２記憶部３３ａに記憶すると（Ｓ２）、第４取得部１１ｆが第１ステップで地中探査装置３０が探査を行った探査位置を取得する（Ｓ３，第２ステップ）。具体的には、第４取得部１１ｆは、通信装置１３を介して、第２記憶部３３ａに記憶されている探査データを取得する。
第４取得部１１ｆが探査位置を取得すると（Ｓ３）、第３取得部１１ｄが許容深度ｄ１を取得する（Ｓ４，第３ステップ）。具体的には、第３取得部１１ｄは、通信装置１３を
介して、地中探査装置３０の第２記憶部３３ａに記憶されている許容深度ｄ１を取得する。
When the
When the
第３取得部１１ｄが許容深度ｄ１を取得すると（Ｓ４）、作業機２が掘削作業を開始する（Ｓ５）。作業機２が掘削作業を開始すると（Ｓ５）、位置検出装置１４が作業機２の位置を検出し、第５取得部１１ｇが当該検出された位置を取得する（Ｓ６）。
第５取得部１１ｇが作業機２の位置を取得すると（Ｓ６）、当該位置と、第２ステップで取得した探査位置と、に基づいて、第２制御部１１ｈが作業機２の位置が探査位置に位置しているか否かを判断する（Ｓ７）。第２制御部１１ｈが作業機２の位置が探査位置に位置していると判断した場合（Ｓ７，Ｙｅｓ）、第２制御部１１ｈは、探査位置に対応する探査結果に基づいて、当該探査位置において埋設物Ｕが検出されたか否かを判断する（Ｓ８）。
When the third acquisition unit 11d acquires the allowable depth d1 (S4), the
When the
第２制御部１１ｈが探査位置において埋設物Ｕが検出されていないと判断した場合（Ｓ８，Ｎｏ）、第２制御部１１ｈは、地表Ｓから許容深度ｄ１までの範囲で掘削するよう作業装置５を制御する（Ｓ９，第４ステップ）。つまり、第２制御部１１ｈは、第２ステップで取得した探査位置と、第３ステップで取得した許容深度ｄ１と、に基づいて、作業機２が探査位置に位置している場合、作業機２が有する作業装置５を制御して、地表Ｓから許容深度ｄ１までの範囲で掘削させる。
When the
一方、第２制御部１１ｈが探査位置において埋設物Ｕが検出されたと判断した場合（Ｓ８，Ｙｅｓ）、第２制御部１１ｈは、地表Ｓから埋設物深度までの範囲を掘削するよう作業装置５を制御する（Ｓ１０）。
作業装置５が掘削作業を行うと（Ｓ９，Ｓ１０）、第２制御部１１ｈは、掘削作業が完了したかを判断する（Ｓ１１）。具体的には、第２制御部１１ｈは、第１記憶部１１ａに記憶されている探査位置に対応する掘削位置（掘削対象位置）に基づいて、全ての掘削対象位置において掘削作業を行った場合、掘削作業が完了したと判断し（Ｓ１１，Ｙｅｓ）、少なくとも一の掘削対象位置において掘削作業を行っていない場合、掘削作業が完了していないと判断する（Ｓ１１，Ｎｏ）。
On the other hand, when the
When the
第２制御部１１ｈが掘削作業は完了したと判断した場合（Ｓ１１，Ｙｅｓ）、作業機２の掘削支援方法の一連の流れが終了し、第２制御部１１ｈが掘削作業は完了していないと判断した場合（Ｓ１１，Ｎｏ）、Ｓ６に戻り、位置検出装置１４が作業機２の位置を検出し、第５取得部１１ｇが当該検出された位置を取得する（Ｓ６）。
また、第２制御部１１ｈが作業機２の位置が探査位置に位置していないと判断した場合（Ｓ７，Ｎｏ）、第２制御部１１ｈは、作業装置５を制御して掘削作業を中断し（Ｓ１２）、作業機２を異なる掘削対象位置に移動させてＳ６の処理に戻る（Ｓ６）。
If the
Further, if the
なお、目標深度が掘削作業を行う前の地表Ｓから許容深度ｄ１までの深さよりも深い場合、Ｓ１の処理に戻り、地中探査装置３０によって前回の掘削作業後の地表Ｓから埋設物Ｕの探査を行う。
なお、図４Ｂに示すように、深度演算部１１ｂが掘削作業を行う前の地表Ｓ（基準面）との位置関係によって深度ｄ３を算出する場合、第２制御部１１ｈは、基準面からの深度であり且つ許容深度ｄ１及び探査結果に基づく第２設定値を算出し、掘削される深度が基準面から第２設定値までの範囲になるよう、ブーム制御弁２８ａ、アーム制御弁２８ｂ及びバケット制御弁２８ｃを制御する。
Note that if the target depth is deeper than the depth from the ground surface S before excavation work to the allowable depth d1, the process returns to S1, and the
Note that, as shown in FIG. 4B, when the
第２設定値は、探査位置ごとに算出され、探査結果において埋設物Ｕが検出されない場合、前回（Ｎ＝α－１）の掘削作業における第２設定値と、許容深度ｄ１と、の和によって算出される。また、第２設定値は、探査結果において埋設物Ｕが検出された場合、前回（Ｎ＝α－１）の掘削作業における第２設定値と、許容深度ｄ１及び今回の埋設物深度の小さい方と、の和によって算出される。算出された第２設定値は、探査位置と掘削作業の回数ごとに第１記憶部１１ａに記憶される。
The second set value is calculated for each exploration position, and if the buried object U is not detected in the exploration results, the second set value is calculated by the sum of the second set value from the previous excavation operation (N = α-1) and the allowable depth d1. Calculated. In addition, when a buried object U is detected in the exploration results, the second set value is the smaller of the second set value in the previous excavation operation (N = α-1), the allowable depth d1, and the current buried object depth. It is calculated by the sum of and. The calculated second set value is stored in the
例えば、１回目（Ｎ＝１）の探査結果において埋設物Ｕが検出されない場合、前回（Ｎ＝０）の掘削作業における第２設定値がないため、１回目の第２設定値は、前回（Ｎ＝０）の掘削作業における第２設定値として零と許容深度ｄ１との和によって許容深度ｄ１で
あると算出される。２回目（Ｎ＝２）の探査結果において埋設物Ｕが検出されない場合、２回目の第２設定値は、１回目の第２設定値と許容深度ｄ１との和、即ち許容深度ｄ１の２倍の大きさである。さらに、３回目（Ｎ＝３）の探査結果において埋設物Ｕが検出され、埋設物深度が許容深度ｄ１以上である場合、３回目の第２設定値は、２回目の第２設定値と許容深度ｄ１の和によって算出される。また、４回目（Ｎ＝４）の埋設物深度が許容深度ｄ１より小さい場合、４回目の第２設定値は、３回目の第２設定値と埋設物深度の和によって算出される。
For example, if the buried object U is not detected in the first exploration result (N=1), there is no second set value from the previous excavation operation (N=0), so the second set value for the first time is the same as the previous one (N=0). The second set value in the excavation operation (N=0) is calculated to be the allowable depth d1 by the sum of zero and the allowable depth d1. If the buried object U is not detected in the second exploration result (N=2), the second set value for the second time is the sum of the second set value for the first time and the allowable depth d1, that is, twice the allowable depth d1. It is the size of Furthermore, if a buried object U is detected in the third exploration result (N=3) and the depth of the buried object is greater than or equal to the allowable depth d1, the second set value for the third time is the same as the second set value for the second time. It is calculated by the sum of depths d1. Furthermore, if the depth of the buried object at the fourth time (N=4) is smaller than the allowable depth d1, the second set value at the fourth time is calculated by the sum of the second set value at the third time and the depth of the buried object.
なお、第２設定値の算出方法は、上述した方法に限定されず、探査結果において埋設物Ｕが検出されない場合、前回（Ｎ＝α－１）までの掘削作業において行った実際の掘削作業の深度の累計値（基準面からの深度）と、許容深度ｄ１と、の和によって算出され、探査結果において埋設物Ｕが検出された場合、前回（Ｎ＝α－１）までの掘削作業において行った実際の掘削作業の深度の累計値（基準面からの深度）と、許容深度ｄ１及び今回の埋設物深度の小さい方と、の和によって算出されてもよい。これにより、実際の掘削作業の深度が許容深度ｄ１に到達していない場合であっても、地中探査装置３０が探査した場所において、許容深度ｄ１まで確実に掘削することができ、掘削の正確性及び効率性を向上させることができる。
Note that the method of calculating the second set value is not limited to the method described above, and if the buried object U is not detected in the exploration results, the method of calculating the second set value is It is calculated by the sum of the cumulative depth (depth from the reference plane) and the allowable depth d1, and if a buried object U is detected in the exploration results, it is calculated by the sum of the cumulative depth (depth from the reference plane) and the allowable depth d1. It may be calculated by the sum of the cumulative value of the depth of the actual excavation work (depth from the reference plane) and the smaller of the allowable depth d1 and the current buried object depth. As a result, even if the actual depth of excavation work has not reached the allowable depth d1, it is possible to reliably excavate up to the allowable depth d1 at the location explored by the
以下、図８Ｂを参照しながら、作業機の掘削支援システム１による作業装置５の自律制御（作業機２の掘削支援方法）の一連の流れを説明する。まず、地中探査装置３０が埋設物Ｕの探査を行う（Ｓ２０）。地中探査装置３０のレーダ３５が埋設物Ｕの探査を行うと、第２制御装置３３が探査位置及び当該位置における探査結果を含む探査データを第２記憶部３３ａに記憶する（Ｓ２１）。
Hereinafter, with reference to FIG. 8B, a series of steps for autonomous control of the work device 5 (excavation support method for the work device 2) by the work device
地中探査装置３０が埋設物Ｕの探査を行い、探査データを記憶部に記憶すると（Ｓ２１）、第４取得部１１ｆが探査データ（探査位置）を取得する（Ｓ２２）。
第４取得部１１ｆが探査データに基づいて探査位置を取得すると（Ｓ２２）、第３取得部１１ｄが許容深度ｄ１を取得する（Ｓ２３）。
第３取得部１１ｄが許容深度ｄ１を取得すると（Ｓ２３）、第２制御部１１ｈがそれぞれの探査位置ごとに前回（Ｎ＝α－１）の第２設定値を第１記憶部１１ａから取得する（Ｓ２４）。第２制御部１１ｈが前回（Ｎ＝α－１）の第２設定値を取得すると（Ｓ２４）、第２制御部１１ｈは、探査データに基づいて、探査結果において埋設物Ｕが検出されたか否かを判断する（Ｓ２５）。
When the
When the
When the third acquisition unit 11d acquires the allowable depth d1 (S23), the
第２制御部１１ｈが探査結果において埋設物Ｕは検出されていないと判断した場合（Ｓ２５，Ｎｏ）、当該第２制御部１１ｈは、前回（Ｎ＝α－１）の第２設定値と許容深度ｄ１との和によって今回の第２設定値を算出する（Ｓ２６）。
第２制御部１１ｈが探査結果において埋設物Ｕが検出されたと判断した場合（Ｓ２５，Ｙｅｓ）、当該第２制御部１１ｈは、探査結果が許容深度ｄ１よりも小さいか否かを判断する（Ｓ２７）。
When the
When the
第２制御部１１ｈが探査結果は許容深度ｄ１以上であると判断した場合（Ｓ２７，Ｎｏ）、当該第２制御部１１ｈは、前回（Ｎ＝α－１）の第２設定値と許容深度ｄ１との和によって今回の第２設定値を算出する（Ｓ２８）。一方、第２制御部１１ｈが探査結果は許容深度ｄ１より小さいと判断した場合（Ｓ２７，Ｙｅｓ）、当該第２制御部１１ｈは、前回（Ｎ＝α－１）の第２設定値と探査結果との和によって今回の第２設定値を算出する（Ｓ２９）。
When the
第２制御部１１ｈが第２設定値を算出すると（Ｓ２６，Ｓ２８，Ｓ２９）、作業機２が掘削作業を開始する（Ｓ３０）。作業機２が掘削作業を開始すると（Ｓ３０）、位置検出装置１４が作業機２の位置を検出し、第５取得部１１ｇが当該検出された位置を取得する（Ｓ３１）。
第５取得部１１ｇが作業機２の位置を取得すると（Ｓ３１）、当該位置と、探査位置と、に基づいて、第２制御部１１ｈが作業機２の位置が探査位置に位置しているか否かを判断する（Ｓ３２）。第２制御部１１ｈが作業機２の位置が探査位置に位置していると判断した場合（Ｓ３２，Ｙｅｓ）、第２制御部１１ｈは、基準面から第２設定値までの範囲を
掘削するよう作業装置５を制御する（Ｓ３３）。
When the
When the
作業装置５は、基準面から第２設定値まで掘削すると（Ｓ３３）、第２制御部１１ｈは、掘削作業が完了したかを判断する（Ｓ３４）。具体的には、第２制御部１１ｈは、第１記憶部１１ａに記憶されている探査位置に基づいて、全ての探査位置において掘削作業を行った場合、掘削作業が完了したと判断し（Ｓ３４，Ｙｅｓ）、少なくとも一の探査位置において掘削作業を行っていない場合、掘削作業が完了していないと判断する（Ｓ３４，Ｎｏ）。
When the
第２制御部１１ｈが掘削作業は完了したと判断した場合（Ｓ３４，Ｙｅｓ）、作業機２の掘削支援方法の一連の流れが終了し、第２制御部１１ｈが掘削作業は完了していないと判断した場合（Ｓ３４，Ｎｏ）、Ｓ３１に戻り、位置検出装置１４が作業機２の位置を検出し、第５取得部１１ｇが当該検出された位置を取得する（Ｓ３１）。
一方、第２制御部１１ｈが作業機２の位置が探査位置に位置していないと判断した場合（Ｓ３２，Ｎｏ）、第２制御部１１ｈは、作業装置５を制御して掘削作業を中断する（Ｓ３５）。掘削作業が中断されると（Ｓ３５）、Ｓ３１に戻り、位置検出装置１４が作業機２の位置を検出し、第５取得部１１ｇが当該検出された位置を取得する（Ｓ３１）。
If the
On the other hand, if the
なお、作業機２の掘削支援方法の一連の流れが終了し、且つさらに掘削作業を行う場合は、再度掘削支援方法の一連の流れを再開して、Ｓ２０に戻り地中探査装置３０が埋設物Ｕの探査を行う。
また、上述した例において第２制御部１１ｈは、基準面から掘削される深度が第２設定値になるよう、ブーム制御弁２８ａ、アーム制御弁２８ｂ及びバケット制御弁２８ｃを制御するが、第２制御部１１ｈは、掘削される深度が許容深度ｄ１よりも浅い任意の深さ（任意深さ）になるよう、ブーム制御弁２８ａ、アーム制御弁２８ｂ及びバケット制御弁２８ｃを制御してもよい。斯かる場合、探査結果において埋設物Ｕが検出されない場合、第２制御部１１ｈは、前回（Ｎ＝α－１）の掘削作業における第２設定値と、任意深さと、の和によって今回（Ｎ＝α）の第２設定値を算出する。また、探査結果において埋設物Ｕが検出された場合、第２制御部１１ｈは、前回（Ｎ＝α－１）の掘削作業における第２設定値と、任意深さ及び今回の掘削作業における探査結果の小さい方と、の和によって今回（Ｎ＝α）の第２設定値を算出する。
Note that when the series of steps of the excavation support method for the
Further, in the example described above, the
また、図１Ｉに示すように、第２制御装置３３が、作業装置５が掘削作業を行った掘削位置に地中探査装置３０Ａを自律して走行させ、レーダ３５が当該掘削位置を探査する場合、予め設定した地表Ｓ（基準面）からの深度（目標深度）まで作業装置５が掘削作業を行うまで、作業装置５による掘削作業と、地中探査装置３０Ａによる探査を繰り返すような構成であってもよい。
Further, as shown in FIG. 1I, when the
図１Ｉに示すように、作業機の掘削支援システム１は、予め設定した目標深度を取得する第７取得部１１ｉを備えている。本実施形態において、第７取得部１１ｉは、第１制御装置１１が備えており、当該第１制御装置１１が有する電気・電子部品、電気回路、及び記憶媒体に格納されたプログラム等から構成されている。なお、第７取得部１１ｉは、目標深度を取得し、当該目標深度に基づいて第１制御装置１１が作業装置５の制御を行い、第２制御装置３３が地中探査装置３０Ａを制御することができればよく、第１制御装置１１ではなくサーバ５０の演算処理装置５１が備えているような構成であってもよい。
As shown in FIG. 1I, the
第７取得部１１ｉは、外部から任意の目標深度を取得する。例えば、作業者がサーバ５０に接続されたＰＣや比較的演算能力の高いスマートフォン（多機能携帯電話）等の端末を操作して、目標深度を予め設定入力し、第２通信部５２及び通信装置１３を介して第７取得部１１ｉが当該入力された目標深度を取得する。なお、目標深度は、作業装置５が掘削を行う位置ごとに異なる深度を設定してもよいし、一の深度を設定してもよい。目標深度が一の深度である場合を例について説明すると、第７取得部１１ｉは、目標深度を取得すると、第１記憶部１１ａに当該目標深度を記憶させる。
The seventh acquisition unit 11i acquires an arbitrary target depth from the outside. For example, an operator operates a terminal such as a PC connected to the
斯かる場合において、第２制御部１１ｈは、目標深度と、深度演算部１１ｂが演算した深度と、に基づいて、ブーム制御弁２８ａ、アーム制御弁２８ｂ及びバケット制御弁２８ｃの切換動作を制御して、１回の掘削作業による深度が地表Ｓから許容深度ｄ１又は探査
結果までの範囲になり、且つ基準面からの深度が目標深度を超えないよう掘削させる。詳しくは、第２制御部１１ｈは、位置検出装置１４が検出し且つ作業装置５が掘削した掘削位置と、当該掘削位置において作業装置５が掘削する深度と、を対応付けた掘削データを第１記憶部１１ａに記憶させ、それぞれの位置において作業装置５が掘削した深度の累計値を算出する。第２制御部１１ｈは、当該累計値と目標深度とに基づいて、作業装置５を制御して、所定回（Ｎ＝α）における掘削作業による深度が地表Ｓから許容深度ｄ１又は探査結果までの範囲になり、且つ基準面からの深度が目標深度を超えないよう掘削させる。また、第２制御部１１ｈは、累計値が目標深度未満である場合、通信装置１３及び第１通信部３７を介して第２制御装置３３に指示を行い、地中探査装置３０Ａに探査を行わせる。
In such a case, the
以下、図８Ｃを参照しながら、作業機の掘削支援システム１による作業装置５の自律制御（作業機２の掘削支援方法）の一連の流れを説明する。まず、作業者がサーバ５０に接続された端末を操作して、目標深度を設定入力し、第７取得部１１ｉが目標深度を取得する（Ｓ４０）。第７取得部１１ｉが目標深度を取得すると（Ｓ４０）、第１記憶部１１ａが当該目標深度を記憶する（Ｓ４１）。第１記憶部１１ａが目標深度を記憶すると（Ｓ４１）、第２制御部１１ｈは、通信装置１３及び第１通信部３７を介して第２制御装置３３に指示を行い、第２制御装置３３が制御を行うことで、地中探査装置３０が埋設物Ｕの探査を行う（Ｓ４２，第１ステップ）。地中探査装置３０のレーダ３５が埋設物Ｕの探査を行うと（Ｓ４２）、第２制御装置３３が探査位置及び当該位置における探査結果を含む探査データを第２記憶部３３ａに記憶する（Ｓ４３）。
Hereinafter, with reference to FIG. 8C, a series of steps of autonomous control of the work device 5 (excavation support method for the work device 2) by the work device
地中探査装置３０が埋設物Ｕの探査を行い、探査データを第２記憶部３３ａに記憶すると（Ｓ４３）、第４取得部１１ｆが第１ステップで地中探査装置３０が探査を行った探査位置を取得する（Ｓ４４，第２ステップ）。第４取得部１１ｆが探査位置を取得すると（Ｓ４４）、第３取得部１１ｄが許容深度ｄ１を取得する（Ｓ４５，第３ステップ）。
第３取得部１１ｄが許容深度ｄ１を取得すると（Ｓ４５）、作業機２が掘削作業を開始する（Ｓ４６）。作業機２が掘削作業を開始すると（Ｓ４６）、位置検出装置１４が作業機２の位置を検出し、第５取得部１１ｇが当該検出された位置を取得する（Ｓ４７）。
When the
When the third acquisition unit 11d acquires the allowable depth d1 (S45), the working
第５取得部１１ｇが作業機２の位置を取得すると（Ｓ４７）、当該位置と、第２ステップで取得した探査位置と、に基づいて、第２制御部１１ｈが作業機２の位置が探査位置に位置しているか否かを判断する（Ｓ４８）。第２制御部１１ｈが作業機２の位置が探査位置に位置していると判断した場合（Ｓ４８，Ｙｅｓ）、第２制御部１１ｈは、探査位置に対応する探査結果に基づいて、当該探査位置において埋設物Ｕが検出されたか否かを判断する（Ｓ４９）。
When the
第２制御部１１ｈは、探査位置において埋設物Ｕが検出されていないと判断した場合（Ｓ４９，Ｎｏ）、第１記憶部１１ａに記憶されている累計値、即ち前回（Ｎ＝α－１）の累計値と目標深度との差が許容深度ｄ１未満であるか判断する（Ｓ５０）。第２制御部１１ｈは、第１記憶部１１ａに記憶されている累計値と目標深度との差が許容深度ｄ１以上であると判断した場合（Ｓ５０，Ｎｏ）、作業機２が接地している地表Ｓから許容深度ｄ１までを掘削するよう作業装置５を制御する（Ｓ５１，第４ステップ）。また、第２制御部１１ｈは、第１記憶部１１ａに記憶されている累計値と目標深度との差が許容深度ｄ１未満であると判断した場合（Ｓ５０，Ｙｅｓ）、差に相当する深度まで、即ち基準面から目標深度までを掘削するよう作業装置５を制御する（Ｓ５２）。
When the
一方、第２制御部１１ｈが探査位置において埋設物Ｕが検出されたと判断した場合（Ｓ４９，Ｙｅｓ）、第１記憶部１１ａに記憶されている累計値と目標深度との差が埋設物深度未満であるか判断する（Ｓ５３）。第２制御部１１ｈは、第１記憶部１１ａに記憶されている累計値と目標深度との差が埋設物深度以上であると判断した場合（Ｓ５３，Ｎｏ）、作業機２が接地している地表Ｓから埋設物深度までを掘削するよう作業装置５を制御する（Ｓ５４）。また、第２制御部１１ｈは、第１記憶部１１ａに記憶されている累計値と目標深度との差が埋設物深度未満であると判断した場合（Ｓ５３，Ｙｅｓ）、差に相当する深度まで、即ち地表Ｓを基準とした目標深度までを掘削するよう作業装置５を制御する
（Ｓ５５）。
On the other hand, if the
作業装置５が掘削を行った場合（Ｓ５１，Ｓ５２，Ｓ５４，Ｓ５５）、第２制御部１１ｈは、掘削作業が完了したかを判断する（Ｓ５６）。第２制御部１１ｈが掘削作業は完了していないと判断した場合（Ｓ５６，Ｎｏ）、Ｓ４７に戻り、位置検出装置１４が作業機２の位置を検出し、第５取得部１１ｇが当該検出された位置を取得する（Ｓ４７）。また、第２制御部１１ｈが作業機２の位置が探査位置に位置していないと判断した場合（Ｓ４８，Ｎｏ）、第２制御部１１ｈは、作業装置５を制御して掘削作業を中断する（Ｓ５７）。掘削作業が中断されると（Ｓ５７）、Ｓ４７に戻り、位置検出装置１４が作業機２の位置を検出し、第５取得部１１ｇが当該検出された位置を取得する（Ｓ４７）。
When the
一方、第２制御部１１ｈは、掘削作業は完了したと判断した場合（Ｓ５６，Ｙｅｓ）、深度演算部１１ｂが演算し且つ当該掘削作業で行った実際の深度を取得して、前回の累計値（Ｎ＝α－１）と当該実際の深度との和によって、今回（Ｎ＝α）の累計値を算出する（Ｓ５８）。第２制御部１１ｈが今回（Ｎ＝α）の累計値を算出すると（Ｓ５８）、第１記憶部１１ａが今回（Ｎ＝α）の累計値を記憶する（Ｓ５９）。
On the other hand, when the
第１記憶部１１ａが今回（Ｎ＝α）の累計値を記憶すると（Ｓ５９）、第２制御部１１ｈが今回（Ｎ＝α）の累計値は目標深度未満であるか否かを判断する（Ｓ６０、第５ステップ）。第２制御部１１ｈは、今回（Ｎ＝α）の累計値が目標深度未満であると判断した場合（Ｓ６０，Ｙｅｓ）、通信装置１３及び第１通信部３７を介して第２制御装置３３に指示を行い、地中探査装置３０が埋設物Ｕの探査を行う（Ｓ４２，第１ステップ）。一方、第２制御部１１ｈは、今回（Ｎ＝α）の累計値が目標深度未満でないと判断した場合（Ｓ６０，Ｎｏ）、作業機２の掘削支援方法の一連の流れが終了する。
When the
なお、上述した実施形態において、第２制御部１１ｈが第２制御装置３３に指示を行うが、累計値が目標深度に到達するまで地中探査装置３０Ａが探査を行い、作業装置５が掘削作業を行えばよく、サーバ５０の演算処理装置５１が累計値の算出や、第２制御部１１ｈ及び第２制御装置３３への指示を行うような構成であってもよいし、上記構成に限定されない。
In the embodiment described above, the
上述した作業機の掘削支援システム１は、埋設物Ｕを探査可能なレーダ３５を有する地中探査装置３０と、機体３と、機体３に設けられ且つ掘削作業を行う作業装置５と、作業装置５を制御する第１制御装置１１と、を有する作業機２と、地中探査装置３０が地表Ｓから所定の精度で探査を行うことができる深度である許容深度ｄ１を取得する第３取得部１１ｄと、地中探査装置３０が探査を行った探査位置を取得する第４取得部１１ｆと、作業機２の位置を取得する第５取得部１１ｇと、を備え、第１制御装置１１は、第５取得部１１ｇの取得した作業機２の位置が、第４取得部１１ｆの取得した探査位置にある場合、作業装置５を制御して、地表Ｓから許容深度ｄ１までの範囲を掘削させる第２制御部１１ｈを有している。上記構成によれば、地中探査装置３０が探査した場所において、許容深度ｄ１まで確実に掘削することができ、掘削の正確性及び効率性を向上させることができる。
The
また、第２制御部１１ｈは、第５取得部１１ｇの取得した作業機２の位置が、第４取得部１１ｆの取得した探査位置にある場合、作業装置５が掘削作業を行う掘削位置で探知された埋設物Ｕの地表Ｓからの深度が許容深度ｄ１未満の場合には、当該掘削位置において作業装置５に地表Ｓから埋設物Ｕの深度まで掘削させ、掘削位置で埋設物Ｕが探知されなかった場合及び探知された埋設物Ｕの地表Ｓからの深度が許容深度ｄ１以上の場合には、作業装置５に地表Ｓから許容深度ｄ１まで掘削させる。上記構成によれば、埋設物Ｕが検出された場合であっても、当該埋設物Ｕの深度を超えて掘削することを確実に阻止でき、掘削の正確性を向上させることができる。
In addition, when the position of the
また、作業機の掘削支援システム１は、作業装置５が掘削作業を行った掘削位置を取得する第６取得部３３ｂと、目標深度を取得する第７取得部１１ｉと、備え、地中探査装置３０は、本体３１と、本体３１に設けられ且つ走行可能な走行部３２と、本体３１の位置を検出する位置測定部３４と、位置測定部３４が検出した本体３１の位置に基づいて、走行部３２及びレーダ３５の制御を行う第２制御装置３３と、を有し、第２制御装置３３は
、位置測定部３４が検出した本体３１の位置が、第６取得部３３ｂが取得した掘削位置にある場合、レーダ３５に当該掘削位置の探査を行わせる第３制御部３３ｅを有しており、作業装置５が掘削作業を行った掘削位置における深度の累計値が当該掘削位置の目標深度未満である場合、第３制御部３３ｅは、レーダ３５に当該掘削位置の探査を行わせ、第２制御部１１ｈは、レーダ３５による探査結果に基づいて、作業装置５を制御して、当該掘削位置で埋設物Ｕが探知され且つ探知された埋設物Ｕの地表Ｓからの深度が許容深度ｄ１未満の場合には当該掘削位置を地表Ｓから埋設物Ｕの深度まで掘削させ、当該掘削位置で埋設物Ｕが探知されなかった場合及び当該掘削位置で埋設物Ｕが探知され且つ探知された埋設物Ｕの地表Ｓからの深度が許容深度ｄ１以上の場合には、作業装置５に地表Ｓから目標深度および許容深度ｄ１のうちのいずれか浅い方まで掘削作業させる。上記構成によれば、掘削した深度の累計値が目標深度に到達するまでの間、レーダ３５が掘削位置の探査を行い、作業装置５が当該探査位置の掘削作業を行う。これにより、掘削の正確性を維持することができる。
Further, the
また、作業機２の掘削支援方法は、埋設物Ｕを探査可能なレーダ３５を有する地中探査装置３０で埋設物Ｕの探査を行う第１ステップと、第１ステップで地中探査装置３０が探査を行った探査位置を取得する第２ステップと、地中探査装置３０が地表Ｓから所定の精度で探査を行うことができる深度である許容深度ｄ１を取得する第３ステップと、第２ステップで取得した探査位置と、第３ステップで取得した許容深度ｄ１と、に基づいて、作業機２が有する作業装置５で探査位置を地表Ｓから許容深度ｄ１までの範囲で掘削する第４ステップと、を含む。上記構成によれば、地中探査装置３０が探査した場所を的確に掘削することができ、許容深度ｄ１に基づいて掘削することで掘削の正確性及び効率性を向上させることができる。
In addition, the excavation support method of the working
また、第４ステップは、第１ステップで探査した結果と、第２ステップで取得した探査位置と、第３ステップで取得した許容深度ｄ１と、に基づいて、当該探査位置で探知された埋設物Ｕの地表Ｓからの深度が許容深度ｄ１未満の場合には作業装置５で当該探査位置を地表Ｓから埋設物Ｕの深度までの範囲で掘削し、当該探査位置で埋設物Ｕが探知されなかった場合及び探知された埋設物Ｕの地表Ｓからの深度が許容深度ｄ１以上の場合には作業装置５で当該探査位置を地表Ｓから許容深度ｄ１まで掘削する。上記構成によれば、埋設物Ｕが検出された場合であっても、当該埋設物Ｕの深度を超えて掘削することを確実に阻止でき、掘削の正確性を向上させることができる。
In addition, in the fourth step, based on the result of the exploration in the first step, the exploration position acquired in the second step, and the allowable depth d1 acquired in the third step, the buried objects detected at the exploration position are If the depth of U from the ground surface S is less than the permissible depth d1, the
また、作業機２の掘削支援方法は、第４ステップで作業装置５が掘削した深度の累計値が予め設定した目標深度未満であるか否かを判断する第５ステップを含み、第５ステップで累計値が目標深度未満であると判断された場合、第１ステップに戻り、第５ステップで累計値が目標深度未満でない判断された場合、一連の流れを終了する。上記構成によれば、掘削した深度の累計値が目標深度に到達するまでの間、レーダ３５が掘削位置の探査を行う第１ステップと、作業装置５が当該探査位置の掘削作業を行う第４ステップを繰り返す。これにより、掘削の正確性を維持することができる。
Further, the excavation support method for the
以上、本発明について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 Although the present invention has been described above, the embodiments disclosed this time should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the above description, and it is intended that all changes within the meaning and range equivalent to the claims are included.
１ 掘削支援システム
２ 作業機
３ 機体（旋回台）
５ 作業装置
７ 運転席
１１ 第１制御装置
１１ｄ 第３取得部
１１ｅ 第１制御部
１１ｆ 第４取得部
１１ｇ 第５取得部
１１ｈ 第２制御部
１１ｉ 第７取得部
１８ 走行車両
３０ 地中探査装置
３１ 本体
３２ 走行部
３３ 第２制御装置
３３ｂ 第６取得部
３３ｅ 第３制御部
３４ 位置測定部
３５ レーダ
６０ 第１表示装置
６１ 第１表示部
６２ 第１表示制御装置
６２ａ 第１取得部
６２ｂ 第２取得部
７０ 第２表示装置
７１ 第２表示部
７２ 第２表示制御装置
７２ａ 第８取得部
ｄ１ 許容深度
Ｓ 地表
Ｕ 埋設物
1
5
Claims (18)
機体と、前記機体に設けられ且つ掘削作業を行う作業装置と、を有する作業機と、
情報を表示する第１表示装置と、
前記レーダが地表から所定の精度で探査を行うことができる深度である許容深度を取得する第１取得部と、
前記レーダが探査を行った探査位置を取得する第２取得部と、
を備え、
前記第１表示装置は、前記第１取得部が取得した前記許容深度と、前記第２取得部が取得した前記探査位置と、に基づいて、前記許容深度及び前記作業装置が掘削作業を行う掘削位置をマップに表示する第１表示部を有し、
前記第１表示部は、前記掘削位置で探知された前記埋設物の地表からの深度が前記許容深度未満の場合には当該掘削位置と前記埋設物の深度とを対応付け、前記掘削位置で前記埋設物が探知されなかった場合及び探知された前記埋設物の地表からの深度が前記許容深度以上の場合には当該掘削位置と前記許容深度とを対応付けた前記マップを表示する作業機の掘削支援システム。 An underground exploration device having a radar capable of exploring buried objects;
A working machine that has a machine body and a work device that is installed on the machine body and performs excavation work;
a first display device that displays information;
a first acquisition unit that acquires an allowable depth that is a depth at which the radar can perform exploration from the ground surface with a predetermined accuracy;
a second acquisition unit that acquires a search position searched by the radar;
Equipped with
The first display device is configured to determine the allowable depth and the excavation position in which the work device performs excavation work based on the allowable depth acquired by the first acquirer and the exploration position acquired by the second acquirer. It has a first display section that displays the location on a map,
When the depth from the ground surface of the buried object detected at the excavation position is less than the permissible depth, the first display unit associates the excavation position with the depth of the buried object, and displays the detected buried object at the excavation position. Excavation by a working machine that displays the map that associates the excavation position with the permissible depth if no buried object is detected or if the depth of the detected buried object from the ground surface is greater than or equal to the permissible depth. support system.
機体と、前記機体に設けられ且つ掘削作業を行う作業装置と、前記作業装置を制御する第１制御装置と、を有する作業機と、
前記地中探査装置が地表から所定の精度で探査を行うことができる深度である許容深度を取得する第３取得部と、
を備え、
前記第１制御装置は、前記第３取得部が取得した前記許容深度に基づいて、前記作業装置が地表から前記許容深度までの範囲で掘削作業を行うことを許容し、前記作業装置が前記許容深度を超えて掘削作業を行うことを阻止する第１制御部を有し、
前記第１制御部は、
前記作業装置が掘削作業を行う掘削位置で探知された前記埋設物の地表からの深度が前記許容深度未満の場合には、当該掘削位置において前記作業装置が地表から前記埋設物の深度までの範囲で掘削作業を行うことを許容し、且つ前記埋設物の深度を超えて掘削作業
を行うことを阻止し、
前記掘削位置で前記埋設物が探知されなかった場合及び探知された前記埋設物の地表からの深度が前記許容深度以上の場合には、前記作業装置が地表から前記許容深度までの範囲で掘削作業を行うことを許容し、且つ前記作業装置が前記許容深度を超えて掘削作業を行うことを阻止する作業機の掘削支援システム。 An underground exploration device having a radar capable of exploring buried objects;
A work machine that includes a machine body, a work device that is installed on the machine body and performs excavation work, and a first control device that controls the work device;
a third acquisition unit that acquires an allowable depth that is a depth at which the underground exploration device can conduct exploration from the ground surface with a predetermined accuracy;
Equipped with
The first control device allows the work device to perform excavation work in a range from the ground surface to the allowable depth based on the allowable depth acquired by the third acquisition unit, and allows the work device to perform excavation work in a range from the ground surface to the allowable depth. It has a first control section that prevents excavation work beyond the depth,
The first control unit includes:
If the depth from the ground surface of the buried object detected at the excavation position where the work device performs excavation work is less than the permissible depth, the range from the ground surface to the depth of the buried object detected by the work device at the excavation position. permitting excavation work to be carried out at the depth of the buried object, and preventing excavation work beyond the depth of the buried object;
If the buried object is not detected at the excavation position, and if the depth of the detected buried object from the ground surface is greater than or equal to the allowable depth, the work device performs excavation work within the range from the ground surface to the allowable depth. An excavation support system for a working machine that allows the working machine to perform excavation work and prevents the working machine from excavating beyond the permissible depth.
機体と、前記機体に設けられ且つ掘削作業を行う作業装置と、前記作業装置を制御する第１制御装置と、を有する作業機と、
前記地中探査装置が地表から所定の精度で探査を行うことができる深度である許容深度を取得する第３取得部と、
前記地中探査装置が探査を行った探査位置を取得する第４取得部と、
前記作業機の位置を取得する第５取得部と、
を備え、
前記第１制御装置は、前記第５取得部の取得した前記作業機の位置が、前記第４取得部の取得した前記探査位置にある場合、前記作業装置を制御して、地表から前記許容深度までの範囲を掘削させる第２制御部を有し、
前記第２制御部は、前記第５取得部の取得した前記作業機の位置が、前記第４取得部の取得した前記探査位置にある場合、
前記作業装置が掘削作業を行う掘削位置で探知された前記埋設物の地表からの深度が前記許容深度未満の場合には、当該掘削位置において前記作業装置に地表から前記埋設物の深度まで掘削させ、
前記掘削位置で前記埋設物が探知されなかった場合及び探知された前記埋設物の地表からの深度が前記許容深度以上の場合には、前記作業装置に地表から前記許容深度まで掘削させる作業機の掘削支援システム。 An underground exploration device having a radar capable of exploring buried objects;
A work machine that includes a machine body, a work device that is installed on the machine body and performs excavation work, and a first control device that controls the work device;
a third acquisition unit that acquires an allowable depth that is a depth at which the underground exploration device can conduct exploration from the ground surface with a predetermined accuracy;
a fourth acquisition unit that acquires an exploration position explored by the underground exploration device;
a fifth acquisition unit that acquires the position of the work machine;
Equipped with
When the position of the work equipment acquired by the fifth acquisition unit is at the exploration position acquired by the fourth acquisition unit, the first control device controls the work equipment to obtain the permissible depth from the ground surface. It has a second control unit that excavates a range up to
When the position of the working machine acquired by the fifth acquisition unit is at the exploration position acquired by the fourth acquisition unit, the second control unit
If the depth from the ground surface of the buried object detected at an excavation position where the work device performs excavation work is less than the permissible depth, make the work device excavate from the ground surface to the depth of the buried object at the excavation position. ,
If the buried object is not detected at the excavation position, and if the depth of the detected buried object from the ground surface is greater than or equal to the permissible depth, Drilling support system.
機体と、前記機体に設けられ且つ掘削作業を行う作業装置と、を有する作業機と、
前記作業装置が掘削作業を行った掘削位置を取得する第６取得部と、
を備え、
前記地中探査装置は、
本体と、
前記本体に設けられ且つ走行可能な走行部と、
前記本体の位置を検出する位置測定部と、
前記位置測定部が検出した前記本体の位置に基づいて、前記走行部及び前記レーダの制御を行う第２制御装置と、
を有し、
前記第２制御装置は、前記位置測定部が検出した前記本体の位置が、前記第６取得部が取得した前記掘削位置にある場合、前記レーダに当該掘削位置の探査を行わせる第３制御部を有している作業機の掘削支援システム。 An underground exploration device having a radar capable of exploring buried objects;
A working machine that has a machine body and a work device that is installed on the machine body and performs excavation work;
a sixth acquisition unit that acquires an excavation position where the work device has performed excavation work;
Equipped with
The underground exploration device is
The main body and
a running section provided in the main body and capable of running;
a position measuring unit that detects the position of the main body;
a second control device that controls the travel unit and the radar based on the position of the main body detected by the position measurement unit;
has
When the position of the main body detected by the position measurement unit is at the excavation position acquired by the sixth acquisition unit, the second control unit includes a third control unit that causes the radar to search the excavation position. An excavation support system for working machines.
機体と、前記機体に設けられ且つ掘削作業を行う作業装置と、前記作業装置を制御する第１制御装置と、を有する作業機と、
前記地中探査装置が地表から所定の精度で探査を行うことができる深度である許容深度を取得する第３取得部と、
前記地中探査装置が探査を行った探査位置を取得する第４取得部と、
前記作業機の位置を取得する第５取得部と、
前記作業装置が掘削作業を行った掘削位置を取得する第６取得部と、
予め設定した目標深度を取得する第７取得部と、
を備え、
前記第１制御装置は、前記第５取得部の取得した前記作業機の位置が、前記第４取得部の取得した前記探査位置にある場合、前記作業装置を制御して、地表から前記許容深度までの範囲を掘削させる第２制御部を有し、
前記地中探査装置は、
本体と、
前記本体に設けられ且つ走行可能な走行部と、
前記本体の位置を検出する位置測定部と、
前記位置測定部が検出した前記本体の位置に基づいて、前記走行部及び前記レーダの制御を行う第２制御装置と、
を有し、
前記第２制御装置は、前記位置測定部が検出した前記本体の位置が、前記第６取得部が取得した前記掘削位置にある場合、前記レーダに探査を行わせる第３制御部を有しており、
前記作業装置が掘削作業を行った掘削位置における深度の累計値が当該掘削位置の前記目標深度未満である場合、前記第３制御部は、前記レーダに当該掘削位置の探査を行わせ、前記第２制御部は、前記レーダによる探査結果に基づいて、前記作業装置を制御して、当該掘削位置で前記埋設物が探知され且つ探知された前記埋設物の地表からの深度が前記許容深度未満の場合には当該掘削位置を地表から前記埋設物の深度まで掘削させ、当該掘削位置で前記埋設物が探知されなかった場合及び当該掘削位置で前記埋設物が探知され且つ探知された前記埋設物の地表からの深度が前記許容深度以上の場合には、前記作業装置に地表から前記目標深度および前記許容深度のうちのいずれか浅い方まで掘削作業させる作業機の掘削支援システム。 An underground exploration device having a radar capable of exploring buried objects;
A work machine that includes a machine body, a work device that is installed in the machine body and performs excavation work, and a first control device that controls the work device;
a third acquisition unit that acquires an allowable depth that is a depth at which the underground exploration device can conduct exploration from the ground surface with a predetermined accuracy;
a fourth acquisition unit that acquires an exploration position explored by the underground exploration device;
a fifth acquisition unit that acquires the position of the work machine;
a sixth acquisition unit that acquires an excavation position where the work device has performed excavation work;
a seventh acquisition unit that acquires a preset target depth;
Equipped with
When the position of the work equipment acquired by the fifth acquisition unit is at the exploration position acquired by the fourth acquisition unit, the first control device controls the work equipment to obtain the permissible depth from the ground surface. It has a second control unit that excavates a range up to
The underground exploration device is
The main body and
a running section provided in the main body and capable of running;
a position measuring unit that detects the position of the main body;
a second control device that controls the travel unit and the radar based on the position of the main body detected by the position measurement unit;
has
The second control device includes a third control unit that causes the radar to perform exploration when the position of the main body detected by the position measurement unit is at the excavation position acquired by the sixth acquisition unit. Ori,
If the cumulative value of the depth at the excavation position where the work device has performed excavation work is less than the target depth of the excavation position, the third control unit causes the radar to search the excavation position; 2. The control unit controls the working device based on the detection result by the radar, and detects the buried object at the excavation position and determines that the depth of the detected buried object from the ground surface is less than the permissible depth. If the excavation position is excavated from the ground surface to the depth of the buried object, and if the buried object is not detected at the excavation position, or if the buried object is detected at the excavation position and the buried object is detected. An excavation support system for a working machine that causes the working device to perform excavation work from the ground surface to whichever is shallower of the target depth and the allowable depth, when the depth from the ground surface is equal to or greater than the allowable depth.
前記作業装置が掘削作業を行う掘削位置で探知された前記埋設物の地表からの深度が前記許容深度未満の場合には、当該掘削位置において前記作業装置に地表から前記埋設物の深度まで掘削させ、
前記掘削位置で前記埋設物が探知されなかった場合及び探知された前記埋設物の地表からの深度が前記許容深度以上の場合には、前記作業装置に地表から前記許容深度まで掘削させる請求項５に記載の作業機の掘削支援システム。 When the position of the working machine acquired by the fifth acquisition unit is at the exploration position acquired by the fourth acquisition unit, the second control unit
If the depth from the ground surface of the buried object detected at an excavation position where the work device performs excavation work is less than the permissible depth, make the work device excavate from the ground surface to the depth of the buried object at the excavation position. ,
5. When the buried object is not detected at the excavation position and when the depth of the detected buried object from the ground surface is greater than or equal to the permissible depth, the working device is caused to excavate from the ground surface to the permissible depth. Excavation support system for work equipment described in .
機体と、前記機体に設けられ且つ掘削作業を行う作業装置と、を有する作業機と、
情報を表示する第２表示装置と、
前記作業装置が掘削作業を行った掘削位置を取得する第８取得部と、
を備え、
前記第２表示装置は、前記第８取得部が取得した前記掘削位置に基づいて、前記レーダが探査を行う位置をマップに表示する第２表示部を有している作業機の掘削支援システム。 An underground exploration device having a radar capable of exploring buried objects;
A working machine that has a machine body and a work device that is installed on the machine body and performs excavation work;
a second display device that displays information;
an eighth acquisition unit that acquires an excavation position where the work device has performed excavation work;
Equipped with
The excavation support system for a working machine, wherein the second display device includes a second display section that displays a position where the radar performs exploration on a map based on the excavation position acquired by the eighth acquisition section.
前記地中探査装置は、
本体と、
前記本体に設けられ且つ走行可能な走行部と、
前記本体の位置を検出する位置測定部と、
前記位置測定部が検出した前記本体の位置に基づいて、前記走行部及び前記レーダの制御を行う第２制御装置と、
を有し、
前記第２制御装置は、前記位置測定部が検出した前記本体の位置が、前記第６取得部が取得した前記掘削位置にある場合、前記レーダに当該掘削位置の探査を行わせる第３制御部を有している請求項１～３のいずれか１項に記載の作業機の掘削支援システム。 comprising a sixth acquisition unit that acquires an excavation position where the work device has performed excavation work;
The underground exploration device is
The main body and
a running section provided in the main body and capable of running;
a position measuring unit that detects the position of the main body;
a second control device that controls the travel unit and the radar based on the position of the main body detected by the position measurement unit;
has
When the position of the main body detected by the position measurement unit is at the excavation position acquired by the sixth acquisition unit, the second control unit includes a third control unit that causes the radar to search the excavation position. The excavation support system for a working machine according to any one of claims 1 to 3, comprising:
前記作業装置が掘削作業を行った掘削位置を取得する第８取得部と、
を備え、
前記第２表示装置は、前記第８取得部が取得した前記掘削位置に基づいて、前記レーダが探査を行う位置をマップに表示する第２表示部を有している請求項１～３のいずれか１項に記載の作業機の掘削支援システム。 a second display device that displays information;
an eighth acquisition unit that acquires an excavation position where the work device has performed excavation work;
Equipped with
Any one of claims 1 to 3, wherein the second display device has a second display unit that displays the position where the radar will explore on a map based on the excavation position acquired by the eighth acquisition unit. An excavation support system for the working machine according to item 1.
前記第１表示装置は、前記運転席の周囲に設けられている請求項１、或いは請求項１を引用する請求項８又は１０のいずれか１項に記載の作業機の掘削支援システム。 The work machine has a driver's seat where a driver is seated,
The excavation support system for a working machine according to claim 1 , wherein the first display device is provided around the driver's seat , or claim 8 or 10 .
前記第２表示装置は、携帯端末である請求項７又は１０に記載の作業機の掘削支援システム。 The underground exploration device is a manual type that is manually moved by an operator,
The excavation support system for a working machine according to claim 7 or 10, wherein the second display device is a mobile terminal.
前記地中探査装置は、前記作業機に設置する設置式であり、
前記第２表示装置は、前記運転席の周囲に設けられているか、或いは携帯端末である請求項７又は１０に記載の作業機の掘削支援システム。 The work machine has a driver's seat where a driver is seated,
The underground exploration device is an installation type that is installed on the work machine,
The excavation support system for a working machine according to claim 7 or 10, wherein the second display device is provided around the driver's seat or is a mobile terminal.
前記第２表示装置は、前記走行車両を操作する運転者が有する携帯端末である請求項７又は１０に記載の作業機の掘削支援システム。 The underground exploration device is an installation type that is installed on a travelable vehicle,
The excavation support system for a working machine according to claim 7 or 10, wherein the second display device is a mobile terminal owned by a driver who operates the traveling vehicle.
前記第１ステップで前記地中探査装置が探査を行った探査位置を取得する第２ステップと、
前記地中探査装置が地表から所定の精度で探査を行うことができる深度である許容深度を取得する第３ステップと、
前記第２ステップで取得した前記探査位置と、前記第３ステップで取得した前記許容深度と、に基づいて、作業機が有する作業装置で前記探査位置を前記地表から前記許容深度までの範囲で掘削する第４ステップと、
を含み、
前記第４ステップは、前記第１ステップで探査した結果と、前記第２ステップで取得した前記探査位置と、前記第３ステップで取得した前記許容深度と、に基づいて、当該探査位置で探知された前記埋設物の地表からの深度が前記許容深度未満の場合には前記作業装置で当該探査位置を地表から前記埋設物の深度までの範囲で掘削し、当該探査位置で前記埋設物が探知されなかった場合及び探知された前記埋設物の地表からの深度が前記許容深
度以上の場合には前記作業装置で当該探査位置を地表から前記許容深度まで掘削する作業機の掘削支援方法。 A first step of searching for buried objects with an underground exploration device having a radar capable of detecting buried objects;
a second step of acquiring the exploration position explored by the underground exploration device in the first step;
a third step of obtaining an allowable depth that is a depth at which the underground exploration device can perform exploration from the ground surface with a predetermined accuracy;
Based on the exploration position acquired in the second step and the allowable depth acquired in the third step, excavate the exploration position in a range from the ground surface to the allowable depth with a working device of a working machine. The fourth step is to
including;
In the fourth step, the detection is performed at the exploration position based on the exploration result in the first step, the exploration position acquired in the second step, and the permissible depth acquired in the third step. If the depth from the ground surface of the buried object is less than the permissible depth, the work device excavates the exploration position in a range from the ground surface to the depth of the buried object, and the buried object is detected at the exploration position. An excavation support method using a working machine that excavates the exploration position from the ground surface to the permissible depth using the working machine if the detected buried object is not found and the depth from the ground surface of the detected buried object is equal to or greater than the permissible depth.
前記第１ステップで前記地中探査装置が探査を行った探査位置を取得する第２ステップと、
前記地中探査装置が地表から所定の精度で探査を行うことができる深度である許容深度を取得する第３ステップと、
前記第２ステップで取得した前記探査位置と、前記第３ステップで取得した前記許容深度と、に基づいて、作業機が有する作業装置で前記探査位置を前記地表から前記許容深度までの範囲で掘削する第４ステップと、
前記第４ステップで前記作業装置が掘削した深度の累計値が予め設定した目標深度未満であるか否かを判断する第５ステップと、
を含み、
前記第５ステップで前記累計値が前記目標深度未満であると判断された場合、前記第１ステップに戻る作業機の掘削支援方法。 A first step of searching for buried objects with an underground exploration device having a radar capable of detecting buried objects;
a second step of acquiring the exploration position explored by the underground exploration device in the first step;
a third step of obtaining an allowable depth that is a depth at which the underground exploration device can perform exploration from the ground surface with a predetermined accuracy;
Based on the exploration position acquired in the second step and the allowable depth acquired in the third step, excavate the exploration position in a range from the ground surface to the allowable depth with a working device of a working machine. The fourth step is to
a fifth step of determining whether the cumulative value of the depth excavated by the working device in the fourth step is less than a preset target depth;
including;
The excavation support method for a work machine returns to the first step when it is determined in the fifth step that the cumulative value is less than the target depth.
前記第５ステップで前記累計値が前記目標深度未満であると判断された場合、前記第１ステップに戻る請求項１６に記載の作業機の掘削支援方法。 a fifth step of determining whether the cumulative value of the depth excavated by the working device in the fourth step is less than a preset target depth;
17. The excavation support method for a working machine according to claim 16, wherein when it is determined in the fifth step that the cumulative value is less than the target depth, the process returns to the first step.
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