JPH1088624A - Ｇｐｓ無人施工管理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】搭乗する場合と同等以上に容易な遠隔操作を可
能として、建設機械の本来的機能の発揮を通じて完全無
人化施工を実現し、有人建設機械に必要な相番作業者又
は建設機械の遊び時間等をなくせるＧＰＳ無人施工シス
テムを提供する。 【解決手段】少なくとも５衛星１で遠隔操作式建設機械
３の位置等をリアルタイム検出する位置姿勢検出手段
２、無人区域Ａの当該建設機械３、これを撮影するテレ
ビカメラ４、有人区域Ｂのモニター画面５ａ、コンピュ
ータ５ｂ、遠隔操作盤５ｃを備える遠隔操作室５、無人
区域Ａと有人区域Ｂを行き来する遠隔操作式運搬車６を
有して、遠隔操作式建設機械３の位置及び当該位置から
把握した施工現況をコンピュータ５ｂにより施工計画と
共にリアルタイムで当該モニタ画面５ａに表示する施工
情報表示手段７と、テレビカメラ４からの画像をリアル
タイムで当該モニタ画面５ａに表示するテレビ画像表示
手段８とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、造成工事等の土
木工事において、ＧＰＳ（人工衛星による測位システ
ム）を利用して無人化施工の施工管理を行う施工管理シ
ステムに関するもので、特に、遠隔操作式建設機械を用
いるタイプにおいて有人の建設機械による場合と同等程
度の操作性が発揮される無人化施工を実現するＧＰＳ無
人施工管理システムの開発に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、活火山における土石流対策工事、
産業廃棄物処理対策工事等の特殊工事において、健康及
び安全を確保する観点から、建設機械を無人化して施工
を行うことが必要とされており、このような要請に応え
る技術的手段として、従来にあっては、少なくとも５個
のＧＰＳ衛星を利用する測位システムと、ＧＰＳ衛星か
らの電波を受信する固定局と、固定局との間でデータの
送受信を行う移動局として機能する建設機械とを具備し
て建設機械の位置を計測することができるＧＰＳ測位シ
ステムを利用して建設ロボットによる無人化施工を行う
ようにしたものが提案されている（特開平４ー２９６６
８３号公報）。

【０００３】しかしながら、当該ＧＰＳ測位システム
は、単に建設機械を無人化して走行させるだけの無人化
施工ロボットの要素技術の一つに過ぎないものであるた
め、ロボット化の技術が稚拙な現段階においては、掘
削、盛土、押土等というその機械のもつ本来的な機能を
発揮するよう建設機械を動作させることは困難をきわめ
るゆえ、現段階では無人化施工の要請に応えることはで
きない。

【０００４】また、建設機械を遠隔操作して無人化施工
を実現する技術的手段について、従来にあっては、造成
されつつある地山の出来高測量画像と計画画像とをスー
パーインポーズして監視センターに配備する表示装置に
表示して、現在の地山の出来形を計画図と対比して把握
できるようにすれば、建設機械を遠隔操作することがで
きる点が開示されている（特開平４ー２９０９１５号公
報）。

【０００５】しかしながら、このタイプにあっては、予
め現場内の各箇所に配置した各ビデオカメラで撮影した
画像を処理して得た各方向の出来高測量画像と、これに
対応する各方向の計画画像とをスーパーインポーズして
表示装置に表示する構成であり、予めビデオカメラを設
定した方向の画像、すなわち、当該方向における計画図
に対する出来高のみが把握できるものに過ぎないため、
造成工事の進捗状況を把握できても、当該表示装置を見
ながら計画位置及び計画高さどおり地山を仕上げること
は実際上不可能であり、また、仮に地山の仕上げ作業を
行うことができたとしても、運転席に搭乗した場合の視
界や平衡感覚等の情報が得られない中で建設機械が本来
的な機能を発揮できるよう動作させるためには、オペレ
ータの相当の熟練した技術が必要であることは経験的事
実の示すところであり、現場での実施工に適用すること
は困難であるゆえ、無人化施工の要請に応えることはで
きない。

【０００６】さらに、もともと有人による建設機械を操
作して造成工事等の土工事を行う場合には、オペレータ
が運転席に搭乗しながら行う必要があるため、以下のよ
うな不都合が本来的に存在している。

【０００７】すなわち、オペレータが運転席に搭乗した
ままの状態では、予め測量技術者が光波測距儀等により
現場測量を行い設置した丁張に標示される計画位置及び
計画高さの確認作業を行うことはできないため、相番作
業者に丁張を見てもらい正確な計画位置又は計画高さの
確認をしてもらうか、又は相番作業者が存在しない場合
には、建設機械を一旦停止させた上で、オペレータ自ら
が建設機械より降りて、当該丁張の高さに目線を合わせ
て数本の丁張を見通したり、丁張に水糸を張ってスケー
ルを合わせたりすることが必要とされるため、本来の掘
削、押土等の作業を直接行うオペレータ以外に丁張の確
認を行う相番作業者が必要となり労務費が嵩むことにな
るか、又はオペレータ自身による煩雑な確認作業が必要
となり建設機械を遊ばせることにもなる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明は、
建設機械の無人化はしたが実際の施工が実質的にできな
いという不合理を回避しながら、無人の建設機械であり
ながら有人による場合と同等程度の操作性を発揮できる
ようにして無人化施工を完結させることができ、したが
って、有人の建設機械を操作する場合に必要となる相番
作業者又は建設機械の遊び時間等をなくすことができる
ＧＰＳ無人施工管理システムを提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明に係
るＧＰＳ無人施工管理システムは、図１に示すように、
少なくとも５個のＧＰＳ衛星１を利用して遠隔操作式建
設機械３の位置をリアルタイムで検出する位置検出手段
２と、施工領域のうち無人区域Ａに配備される、移動局
Ｙとして機能する遠隔操作式建設機械３及びこの遠隔操
作式建設機械３の動きを撮影するテレビカメラ４と、無
人区域Ａ以外の有人区域Ｂに配備される、モニタ画面５
ａ、コンピュータ５ｂ及び遠隔操作盤５ｃを具備して固
定局Ｘとして機能する遠隔操作室５と、無人区域Ａと有
人区域Ｂとの間を行き来する遠隔操作式運搬車６を有す
るＧＰＳ無人施工管理システムであって、遠隔操作式建
設機械３の位置及び当該位置から把握した施工現況をコ
ンピュータ５ｂにより施工計画と共にリアルタイムで当
該モニタ画面５ａに表示する施工情報表示手段７と、テ
レビカメラ４からの画像をリアルタイムで当該モニタ画
面５ａに表示するテレビ画像表示手段８とを具備したこ
とを特徴とするものである。

【００１０】このような技術的手段において、ＧＰＳ衛
星１としては、地球のどこからでも位置決めを可能とす
る観点から、地球周囲を包囲する状態で配置されている
ＧＰＳ衛星２４機のいずれかを適宜選定すればよく、Ｇ
ＰＳ衛星のすべてに組み込まれている高精度の原子時計
により送信されてくる電波がＧＰＳ衛星を発信した時刻
と測定点において受信した時刻との差、すなわち、電波
の到達時間より、ＧＰＳ衛星から測点までの距離を求め
ることができる。

【００１１】また、ＧＰＳ衛星１の最低個数を５個とし
たのは、電波に対して電離層の干渉等が大きく影響する
ため、通常の方法で計測したのでは数十メートルの誤差
を含むことになるため、本来の３個の未知数、すなわ
ち、観測地点の各座標の値ｘ，ｙ，ｚとは別に当該誤差
（補正値）を含めねばならないことになり、事実上の未
知数は全部で４個になることから、４ＧＰＳ衛星からデ
ータを得て解析する必要があり、また、自動初期化機能
（オン・ザ・フライ）を付加する観点から、５ＧＰＳ衛
星以上が必要となる。

【００１２】さらに、位置手段検出手段２としては、土
工事等の仕上げ作業の精度に支障をきたさない範囲で遠
隔操作式建設機械３の位置をリアルタイムに計測できる
手段であれば差し支えなく、例えば、最低５個のＧＰＳ
衛星からの電波を受信するため地上の２点、すなわち、
固定局Ｘ及び移動局Ｙとにそれぞれ設置されるＧＰＳア
ンテナ及び受信機等で構成されるＧＰＳ測位システム
と、ＧＰＳ衛星から送信されてくる電波に係るデータを
固定局Ｘ及び移動局Ｙとの間において送受信をする無線
通信システムとを具備したものが採用される。

【００１３】この場合において、遠隔操作式運搬車６
は、遠隔操作式建設機械３と異なり、無人区域Ａと有人
区域Ｂとに跨って作業を行うものであり、無人区域Ａか
ら有人区域Ｂへと掘削した土砂を搬出する役割を果たす
ほか、これとは逆に有人区域Ｂから無人区域Ｂへと例え
ば生コンクリート等の資材を搬入する役割を果たすもの
であり、無人区域Ａにおける施工内容に応じた用途によ
り変更することになる。

【００１４】また、前記テレビカメラ４としては、遠隔
操作式建設機械３の動作を撮影できればよいが、多方向
からの画像を得てオペレータの操作性の向上を図る観点
からすれば、一台の遠隔操作式建設機械３につき二以上
のテレビカメラ４を設置することが好ましい。

【００１５】この場合において、多方向からの画像を得
ることのみならず、よりオペレータが操作し易い方向か
らの画像を得ようとする観点からすれば、遠隔操作式高
所作業車の高所作業台に搭載される遠隔操作式とするこ
とが好ましく、適宜必要に応じて、遠隔操作により当該
高所作業車を所望の位置へと移動させることができると
ともに、テレビカメラ４自体をも遠隔操作して所望の向
きに正確に合わせることもできる。

【００１６】さらに、遠隔操作室５としては、モニタ画
面５ａ、コンピュータ５ｂ及び遠隔操作盤５ｃが傷まな
いよう風雪を凌ぐことができる構造を有していることは
勿論であるが、ＧＰＳ測位システムにおける固定局Ｘと
して機能することから、少なくともＧＰＳ測位システム
により計測している間は静止している状態を維持するこ
とが必要とされる。

【００１７】なお、遠隔操作室５は、オペレータが遠隔
操作を行う関係上、無人区域Ａ以外の有人区域Ｂに配備
されることが必要となる。

【００１８】さらにまた、施工情報表示手段７として
は、位置手段検出手段２により得た遠隔操作式建設機械
３の位置データ及び当該位置データから把握した施工現
況を施工計画と共にリアルタイムで当該モニタ画面５ａ
に視覚的に表示できることが必要とされ、通常、施工現
況及び施工計画を断面図又は平面図等でモニタ画面５ａ
上にリアルタイムで表示するとともに、当該図の縮尺に
応じて表現した遠隔操作式建設機械３をリアルタイムに
当該モニタ画面５ａ上に表示するという手段が採用され
る。

【００１９】また、テレビ画像表示手段８としては、テ
レビカメラ４からの画像をリアルタイムで当該モニタ画
面５ａに表示することができれば画像の転送方法等問わ
ないが、山岳地帯等において通信障害を回避して明瞭な
モニタ画像を確保する観点からすれば、中継手段とし
て、遠隔操作式中継車を適宜箇所に配備した上で、この
遠隔操作式中継車を介して遠隔操作室５内のモニタ画面
５ａへ画面データを送信することが好ましい。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいてこの発明について詳細に説明する。図２はこ
の発明に係るＧＰＳ無人施工管理システムの一実施の形
態が活火山における土石流対策工事に適用された場合の
説明図である。

【００２１】同図において、符号１１は降雨時等に発生
する所謂土石流をせき止めるための砂防ダムの施工ヤー
ドを示しており、本現場において、施工ヤード１１は活
動中の火山の中腹部に位置する河道内にあるため、地震
時においてドーム崩壊により土石流が流下してくる虞が
常にあり、作業者の安全を確保する観点から、最も危険
性が高いと考えられる施工ヤード１１の属する範囲、す
なわち、図示破線Ｃから砂防ダム側の範囲を無人区域Ａ
として、無人化施工を実施するとともに、それ以外の図
示破線Ｃから砂防ダムとは反対側の範囲を有人区域Ｂと
して、有人によることが必要とされる種類の作業を行う
こととしている。

【００２２】無人区域Ａの範囲でのみ稼働するものとし
ては、既に打設を終えた提体コンクリート１２の周囲の
土砂の埋戻しやマーキングを行うラジコンバックホウ１
３と、提体コンクリート１２周囲の土砂の埋戻しを行う
第１ラジコンブルドーザ１４と、提体コンクリート１２
を所定の高さで敷均しを行う第２ラジコンブルドーザ１
５と、第２ラジコンブルドーザ１５による敷均しの後に
提体コンクリート１２の締固めを行うラジコン振動ロー
ラ１６と、テレビカメラＴが搭載される第１ラジコン高
所作業車１７及び第２ラジコン高所作業車１８と、テレ
ビカメラＴ及び無線中継装置１９ａが搭載されるラジコ
ンクローラダンプ１９とがある。

【００２３】なお、無人区域Ａには、上記テレビカメラ
Ｔの他、全部で十数台のテレビカメラＴが現場内の各カ
所に配備されている。

【００２４】また、無人区域Ａと有人区域Ｂとの間を行
き来するものとしては、提体コンクリートを構築する生
コンクリートを運搬、搬入する第１ラジコンダンプトラ
ック２０及び第２ラジコンダンプトラック２１がある。

【００２５】さらに、有人区域Ｂの範囲でのみ稼働する
ものとしては、停止した状態で無人区域Ａに配備されて
いるラジコン式の各種建設機械の遠隔操作を行う移動式
ラジコン操作室２２と、図示外の生コンクリート製造プ
ラントで製造した生コンクリートを有人のダンプトラッ
ク２４から無人の第１ラジコンダンプトラック２０又は
第２ラジコンダンプトラック２１への積み替えを行う生
コンクリート積替ホッパー２５とがある。

【００２６】この実施の形態において、ラジコン式の各
種建設機械のうち、ＧＰＳ受信装置（図４参照）と一体
的に設けられたＧＰＳアンテナ、及び無線装置（図４参
照）と一体的に設けられた無線アンテナの双方を具備し
ているものとしては、ラジコンバックホウ１３、第１ラ
ジコンブルドーザ１４、第２ラジコンブルドーザ１５、
ラジコン振動ローラ１６、移動式ラジコン操作室２２が
挙げられ、一方、ＧＰＳアンテナは設けられていないが
無線装置と一体的に設けられた無線アンテナを具備して
いるものとしては、第１ラジコン高所作業車１７、第２
ラジコン高所作業車１８、ラジコンクローラダンプ１
９、第１ラジコンダンプトラック２０、及び第２ラジコ
ンダンプトラック２１が挙げられる。

【００２７】なお、ダンプトラック２４は、有人区域Ｂ
においてのみ稼働するものであるため、前記アンテナ類
を設置していない。

【００２８】また、この実施の形態では、ラジコン式の
各種建設機械の位置データを検出するための技術的手段
として、５個のＧＰＳ衛星２６を利用したＧＰＳ測位シ
ステム及び無線通信システムを採用している。

【００２９】すなわち、ＧＰＳ測位システムは、固定局
Ｘとして機能する移動式ラジコン操作室２２に搭載され
るＧＰＳアンテナの電気的中心点と、移動局として機能
するラジコン式の各種建設機械に搭載されるＧＰＳアン
テナの電気的中心点との２点で、５個のＧＰＳ衛星２６
から送信されてくる電波を受信するというものであり、
一方、無線通信システムは、当該２点間において受信し
たデータをすぐに送信したり受信したりしてコンピュー
タ処理を行うというものである。

【００３０】この実施の形態では、両システムを効果的
に併用することによって、ラジコン式の建設機械の位置
データを１〜２ｃｍというきわめて高い精度で計測する
ことが可能となるばかりか、位置データをきわめて短い
時間、すなわち、リアルタイムで検出することが可能と
なる。

【００３１】また、この実施の形態における移動式ラジ
コン操作室２２の室内には、図３に示すように、モニタ
デスク３１上に固着されている２段構成のモニタユニッ
ト３２に載置されているモニタ画面３３と、モニタデス
ク３１上に載置されているキーボード３４ａを有するコ
ンピュータ３４と、当該モニタ画面３３の正面に配置さ
れるラジコン操作盤３７とで構成されているラジコン操
作ユニット３８の複数組が装置設備として配備されてい
る。

【００３２】なお、第２ラジコン操作室の室内に配備さ
れている装置設備の構成については、移動式ラジコン操
作室２２の室内のものと略同様であるゆえ、ここでは、
その説明を省略する。

【００３３】また、この実施の形態に係るモニタ画面３
３は、現場内の各カ所に配備される十数台のテレビカメ
ラＴのうち、数台のテレビカメラからの画像情報が表示
されるテレビ専用モニタ３３ａと、第１ラジコンブルド
ーザ１４の位置データをコンピュータ３４処理した施工
情報が表示されるコンピュータ専用モニタ３３ｂで構成
されている。

【００３４】このような装置設備を使用したラジコン式
建設機械の操作は、各ラジコン操作ユニット３８ごとに
各オペレータ３５がモニタ画面３３に面してイス３６に
腰掛けるようにした上で、モニタ画面３３にリアルタイ
ムで順次更新されてる画面情報を見ながら、当該オペレ
ータ３５がラジコン操作盤３７を操作して各ラジコン式
建設機械をラジオコントロールするというものである。

【００３５】次に、この実施の形態に係るラジコン式建
設機械の動作制御に関し、最も重要な役割を果たすＧＰ
Ｓ測位システムと無線通信システムとからなる通信シス
テムについて、図４に示す通信システム構成図に基づい
て詳細に説明することとする。

【００３６】同図において、移動局Ｙは、ＧＰＳアンテ
ナ１４ａと、このＧＰＳアンテナ１４ａに接続されるＧ
ＰＳ受信装置１４ｂと、無線装置１４ｃ、１４ｄ、及び
１４ｅと、ＧＰＳ受信装置１４ｂ、並びに無線装置１４
ｃ、１４ｄ、及び１４ｅに接続され一体に機能するコン
ピュータ１４ｆとで構成している。

【００３７】一方、固定局Ｘは、ラジコン操作盤３７
と、現場内の各カ所に配備されるテレビカメラＴから画
像情報を無線中継装置１９ａを介して受信するテレビ専
用モニタ３３ａと、ＧＰＳアンテナ２２ａと、このＧＰ
Ｓアンテナ２２ａに接続されるＧＰＳ受信装置２２ｂ
と、コンピュータ専用モニタ３３ｂ、並びに無線装置２
２ｃ、及び２２ｄに接続され一体に機能するコンピュー
タ３４とで構成している。

【００３８】なお、固定局Ｘには、テレビ専用モニタ３
３ａ、及びコンピュータ専用モニタ３３ｂを見ながら、
ラジコン操作盤３７の操作をするオペレータ３５が配置
されている。

【００３９】この実施の形態に係る通信システムの構成
は、（１）テレビカメラ画像情報の無線転送、（２）位
置データ等の検出及びモニタ画面表示、（３）ラジオコ
ントロールの３つの通信ルートからなっており、（１）
及び（３）は無線通信システムのみによるルートである
のに対して、（２）はＧＰＳ測位システムと無線通信シ
ステムとの両方のルートを併用するというものである。

【００４０】（１）テレビカメラ画像の無線転送 今、固定局Ｘである移動式ラジコン操作室２２において
は、オペレータ３５がモニタ画面３３よりラジコン操作
に必要なリアルタイム情報を得ながら、ラジコン操作盤
３７を操作して、移動局Ｙである第１ラジコンブルドー
ザ１４をラジオコントロールすると、第１ラジコンブル
ドーザ１４はオペレータ３５のラジコン操作で命じられ
るままに掘削、押土等、本来の機能を果たすべく動作す
ることになる。

【００４１】すると、この第１ラジコンブルドーザ１４
の挙動が現場内の各カ所に配備されるテレビカメラＴに
て各方向から撮影され、この画像データは、無線中継装
置１９ａを介して、オペレータ３５の正面に配置される
テレビ専用モニタ３３ａへ転送され表示される。

【００４２】（２）位置データの検出及びモニタ画面表
示 前記第１ラジコンブルドーザ１４においては、ＧＰＳア
ンテナ１４ａの電気的中心点とＧＰＳ衛星２６との距離
データがＧＰＳ受信装置１４ｂによってリアルタイムで
計測され、前記電気的中心点の移動に追従して計測され
る新しい計測データＮ１が順次コンピュータ１４ｆに入
力されることになる。

【００４３】一方、前記移動式ラジコン操作室２２にお
いては、ＧＰＳアンテナ２２ａの電気的中心点とＧＰＳ
衛星２６との距離データがＧＰＳ受信装置２２ｂにより
所定のタイミングごとにリアルタイムで計測されると、
この計測データＮ２は無線装置２２ｃを経て、無線装置
１４ｅへと転送され、コンピュータ１４ｅに入力され
る。

【００４４】そして、コンピュータ１４ｅにおいては、
計測データＮ１と計測データＮ２とが突き合わされてデ
ータ処理がなされ、誤差が補正されて精度の高い位置デ
ータである三次元座標データＮ３に変換されることにな
り、当該三次元座標データＮ３は直ぐに無線装置１４ｄ
から無線装置２２ｄへと転送され、コンピュータ３４に
入力されることになる。

【００４５】次いで、この三次元座標データＮ３がコン
ピュータ３４のメモリに格納されたプログラム（図示
外）によってデータ処理がなされ、コンピュータ専用モ
ニタ３３ｂには、施工計画に対する施工現況及び第１ラ
ジコンブルドーザ１４の線図が平面図又は断面図として
表示されることになる。

【００４６】（３）ラジオコントロール オペレータ３５は、（１）で述べたように、テレビ専用
モニタ３３ａにリアルタイムで表示される第１ラジコン
ブルドーザ１４を含む画像情報を見ることにより、他の
建設機械との位置関係、周囲の地山の状況等を各方向よ
り多面的に捉えることができ、また、（２）で述べたよ
うに、コンピュータ専用モニタ３３ｂにリアルタイムで
表示される第１ラジコンブルドーザ１４の線図を含む平
面図又は断面図を見ることにより、従来において丁張で
しか確認できなかった施工計画に対する施工現況及び第
１ラジコンブルドーザ１４の位置を１〜２ｃｍの精度で
把握することができるから、ラジコン操作盤３７による
簡単な操作を通じて確実に第１ラジコンブルドーザ１４
をラジオコントロールすることができる。

【００４７】次に、図５に示すＧＰＳ無人施工管理シス
テムの全体構成図に基づいて、この実施の形態に係るラ
ジコン式建設機械を制御して行う施工管理プロセスにつ
いて説明する。なお、ここでは、ラジコン式建設機械と
して、例えば第１ラジコンブルドーザ１４を挙げて説明
することとする。

【００４８】先ず、テレビカメラＴで撮影した画像情報
がラジコンクローラダンプ１９に搭載されている無線中
継装置１９ａにリアルタイムで転送され、次いで無線中
継装置１９ａからテレビ専用モニタ３３ａへと転送され
表示される。

【００４９】この実施の形態における画像情報の転送方
法としては、無線中継装置１９ａにより中継する方法を
採用したため、山岳地帯等における通信障害に対して特
に有効な役割を果たすことになり、また、この無線中継
装置１９ａをラジコンクローラダンプに搭載するように
したため、通信状態の変動に機動的な対応をとることも
できる。

【００５０】一方、ＧＰＳ測位システム及び無線通信シ
ステムにより第１ラジコンブルドーザ１４の位置データ
がコンピュータ３４に入力され、次いでコンピュータ３
４によるデータ処理がなされると、コンピュータ専用モ
ニタ３３ｂには、第１ラジコンブルドーザ１４の位置デ
ータに基づいて算出された施工現況が施工計画と共に平
面的又は断面的な線図として表示されるとともに、当該
線図の縮尺に応じて線図として表現された第１ラジコン
ブルドーザ１４が平面的又は断面的に表示される。

【００５１】このようにして、モニタ画面３３に各々の
情報が別々のモニタに表示されることになるのだが、本
実施の形態では、複数の画面がばらばらでなく１カ所に
集中して設置され、しかも、オペレータ３５がモニタ画
面３３に対向してラジコン操作盤３７の操作を行う構成
を採用しているから、これらの情報のすべてはオペレー
タ３５の視界に容易に入ることになる。

【００５２】このため、オペレータ３５の視覚に効果的
に訴えることができ、運転席に搭乗した場合に得られる
はずの視界や平衡感覚等の情報が得られない状況にはあ
るが、オペレータが搭乗する場合と同等程度に容易かつ
確実にラジコン操作盤を操作することができ、その結
果、第１ラジコンブルドーザ１４の有する本来的な掘
削、押土等という機能が十分に発揮される。

【００５３】また、そればかりか、１〜２ｃｍというき
わめて高い精度の第１ラジコンブルドーザ１４の位置デ
ータに基づく視覚情報、すなわち、施工計画に対する施
工現況及び第１ラジコンブルドーザ１４の位置関係をリ
アルタイムで更新しながらコンピュータ専用モニタ３３
ｂに表示していくことになるので、従前の施工において
行われていた測量して丁張を設置する作業が排除できる
ばかりか、丁張に標示される計画位置及び計画高さの確
認作業をラジコン操作盤の操作を止めないで実施するこ
とができるため、最後の仕上げ作業に至るまで継続して
無人化施工を行うことができる。

【００５４】このようにして、第１ラジコンブルドーザ
１４がラジオコントロールされると、この作動に追従し
て変動していく画像情報がテレビカメラＴにより無線中
継装置１９ａを介してテレビ専用モニタ３３ａに表示さ
れ、かつ、ＧＰＳ測位システム及び無線通信システムに
より把握した第１ラジコンブルドーザ１４の位置データ
に基づく施工情報もコンピュータを介してコンピュータ
専用モニタ３３ｂに表示されることになり、これらの画
像情報及び施工情報を基礎として、各ラジコン式建設機
械は制御され、本現場内全般に亘り施工が適正かつ安全
に管理されるようになっている。

【００５５】また、この実施の形態によれば、コンピュ
ータを通じてラジコン式の建設機械に位置を把握するこ
とにより、例えば、一日の作業が終了するタイミング
で、ラジコン式の各種建設機械を無人区域Ａ内全体に亘
って走行させて当該日における地山形状を正確に計測す
るとともに、前日地山形状との差を算出することによ
り、容易に当該日における施工出来形を知ることがで
き、また、建設機械を特定して当該建設機械の施工頻
度、施工能力等簡単に把握できる上、これらの結果を記
録に残して必要な時に利用することも可能となる。

【００５６】さらに、単に自己の位置データ等を把握し
ながら建設機械の操作を行えるというだけでなく、同時
に、建設機械の位置データからリアルタイムに物理的な
出来形や特定領域での施工頻度等を把握した結果を簡単
に記録に残すことができ、無人のまま質の高い施工管理
を行うことができる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、少なくとも５個のＧＰＳ衛星を用いて遠隔操作式建
設機械の位置をリアルタイムで検出する位置検出手段
と、無人区域に配備する、移動局である当該建設機械及
びこの動作を撮影するテレビカメラと、有人区域に配備
される、モニタ画面、コンピュータ及び遠隔操作盤を具
備する固定局である遠隔操作室と、無人区域と有人区域
との間を行き来する遠隔操作式運搬車を有するＧＰＳ無
人施工管理システムであって、位置検出手段にて検出し
た当該建設機械の位置及びこれらから把握した施工現況
をコンピュータにて施工計画と共にリアルタイムで当該
モニタ画面に表示し、かつ、テレビ画像をリアルタイム
で当該モニタ画面に表示するテレビ画像表示手段とを具
備したので、無人の建設機械でありながら有人による場
合と同等程度の操作性が発揮されるよう当該建設機械を
制御することができ、よって、無人区域内全体に亘って
適正かつ安全に施工管理を行うことができる。

【００５８】また、無人化施工を実現するものであるか
ら、有人の建設機械を操作する場合において、必要とさ
れていた丁張に標示される計画位置及び計画高さを確認
作業を行う相番作業者が不要となるばかりか、オペレー
タ自身も前記丁張の確認作業を行う必要がなく、煩雑な
作業をなくすことができ、しかも、オペレータの丁張確
認作業に伴う建設機械の遊び時間をなくすこともでき
る。

【００５９】さらに、単に自己の位置データ等を把握し
ながら建設機械の操作を行えるというだけでなく、同時
に、建設機械の位置データ等からリアルタイムに物理的
な出来形や特定領域における施工頻度等を把握すること
ができるとともに、その結果を記録に残すこともできる
から、後から無人区域内に作業者を投入して測量するま
でもなく、品質管理や出来形管理等、質の高い施工管理
を確実に実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るＧＰＳ無人施工管理システムの
概略を示す説明図である。

【図２】この発明に係るＧＰＳ無人施工管理システムの
一実施の形態が適用された場合における施工状況を示す
説明図である。

【図３】この発明に係るＧＰＳ無人施工管理システムの
一実施の形態に使用されるラジコン操作ユニットの構成
を示す説明図である。

【図４】この発明に係るＧＰＳ無人施工管理システムの
一実施の形態に使用されるラジコン式建設機械の制御機
構の構成を示す説明図である。

【図５】この発明に係るＧＰＳ無人施工管理システムの
一実施の形態に使用されるラジコン式建設機械の制御プ
ロセスを示す説明図である。

【符号の説明】

１…ＧＰＳ衛星 ２…位置検出手段 ３…遠隔操作式建設機械 ４…テレビカメラ ５…遠隔操作室 ５ａ…モニタ画面 ５ｂ…コンピュータ ５ｃ…遠隔操作盤 ６…遠隔操作式運搬車 １１…施工ヤード １２…提体コンクリート １３…ラジコンバックホウ １４…第１ラジコンブルドーザ １４ａ…ＧＰＳアンテナ １４ｂ…ＧＰＳ受信装置 １４ｃ…無線装置 １４ｄ…無線装置 １４ｅ…無線装置 １４ｆ…コンピュータ １５…第２ラジコンブルドーザ １６…ラジコン振動ローラ １７…第１ラジコン高所作業車 １８…第２ラジコン高所作業車 １９…ラジコンクローラダンプ １９ａ…無線中継装置 ２０…第１ラジコンダンプトラック ２１…第２ラジコンダンプトラック ２２…移動式ラジコン操作室 ２２ａ…ＧＰＳアンテナ ２２ｂ…ＧＰＳ受信装置 ２２ｃ…無線装置 ２２ｄ…無線装置 ２４…ダンプトラック ２５…生コンクリート積替ホッパー ２６…ＧＰＳ衛星 ３１…モニタデスク ３２…モニタユニット ３３…モニタ画面 ３３ａ…テレビ専用モニタ ３３ｂ…コンピュータ専用モニタ ３４…コンピュータ ３５…オペレータ ３６…イス ３７…ラジコン操作盤 ３８…ラジコン操作ユニット Ａ…無人区域 Ｂ…有人区域 Ｘ…固定局 Ｙ…移動局 Ｔ…テレビカメラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西澤 修一 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大成 建設株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも５個のＧＰＳ衛星（１）を利
   用して遠隔操作式建設機械（３）の位置をリアルタイム
   で検出する位置検出手段（２）と、施工領域のうち無人
   区域（Ａ）に配備される、移動局（Ｙ）として機能する
   遠隔操作式建設機械（３）及びこの遠隔操作式建設機械
   （３）の動きを撮影するテレビカメラ（４）と、無人区
   域（Ａ）以外の有人区域（Ｂ）に配備される、モニタ画
   面（５ａ）、コンピュータ（５ｂ）及び遠隔操作盤（５
   ｃ）を具備して固定局（Ｘ）として機能する遠隔操作室
   （５）と、無人区域（Ａ）と有人区域（Ｂ）との間を行
   き来する遠隔操作式運搬車（６）を有するＧＰＳ無人施
   工管理システムであって、遠隔操作式建設機械（３）の
   位置及び当該位置から把握した施工現況をコンピュータ
   ５ｂにより施工計画と共にリアルタイムで当該モニタ画
   面（５ａ）に表示する施工情報表示手段（７）と、テレ
   ビカメラ（４）からの画像をリアルタイムで当該モニタ
   画面（５ａ）に表示するテレビ画像表示手段（８）とを
   具備したことを特徴とするＧＰＳ無人施工管理システ
   ム。
2. 【請求項２】 前記テレビカメラ（４）は、遠隔操作式
   高所作業車の高所作業台に搭載される遠隔操作式である
   ことを特徴とする請求項１記載のＧＰＳ無人施工管理シ
   ステム。
3. 【請求項３】 前記テレビ画像表示手段（８）は、遠隔
   操作式中継車を含むことを特徴とする請求項１記載のＧ
   ＰＳ無人施工管理システム。