JP2003096811A - System for preventing damage to buried structure - Google Patents
System for preventing damage to buried structureInfo
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- JP2003096811A JP2003096811A JP2001297531A JP2001297531A JP2003096811A JP 2003096811 A JP2003096811 A JP 2003096811A JP 2001297531 A JP2001297531 A JP 2001297531A JP 2001297531 A JP2001297531 A JP 2001297531A JP 2003096811 A JP2003096811 A JP 2003096811A
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- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば掘削作業車
による掘削作業によって地中に埋設された埋設物が損傷
することを防止するための埋設物損傷防止システムに関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a buried object damage prevention system for preventing a buried object buried in the ground from being damaged by excavation work by an excavation work vehicle, for example.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、掘削作業車によって地中を掘削中
に、ガス管、水道管、電力ケーブル、通信ケーブルなど
の埋設物を誤って損傷することがあった。この問題点を
解決するために日本国特許第2927383号公報に記
載の「掘削における地中埋設物の損傷防止方法」が提案
されている。上記方法は、埋設物を地中に埋設する際に
識別体となるトランスポンダを予め埋設物に固定した上
で、掘削作業車に装着された送受信装置から呼び掛け信
号を発し、トランスポンダからの応答信号を受信するこ
とで、地中に埋設物が存在することを検知する方法であ
る、ここで、送受信装置及びトランスポンダの信号入出
力部はLC共振回路で構成されており、アンテナに該当
するコイル部を横切る磁界、若しくはコイル部から発生
する磁界により、送受信装置とトランスポンダとの間で
信号のやり取りを行う。そして、掘削作業車に装着され
た送受信装置によって、地中に掘り進む途中でトランス
ポンダからの応答信号を受信したらすぐに掘削を一時停
止することで、トランスポンダが固定された埋設物の損
傷を防止することができる。2. Description of the Related Art Hitherto, while excavating the ground by an excavation work vehicle, there has been a case where a buried object such as a gas pipe, a water pipe, an electric power cable or a communication cable is accidentally damaged. In order to solve this problem, "a method for preventing damage to an underground buried object in excavation" described in Japanese Patent No. 2927383 has been proposed. The above method, after fixing the transponder, which is the identification body when the buried object is buried in the ground, to the buried object in advance, issue a call signal from the transceiver device mounted on the excavation work vehicle, and send a response signal from the transponder. It is a method of detecting the presence of an embedded object in the ground by receiving the signal. Here, the signal input / output unit of the transmission / reception device and the transponder is composed of an LC resonance circuit, and a coil unit corresponding to the antenna is used. Signals are exchanged between the transceiving device and the transponder by a transverse magnetic field or a magnetic field generated by the coil unit. Then, the transceiver device mounted on the excavation work vehicle prevents damage to the buried object to which the transponder is fixed by pausing the excavation as soon as it receives a response signal from the transponder while digging into the ground. You can
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、日本国
特許第2927383号公報に記載の方法では、標識体
となるトランスポンダを埋設物に設置することが必要で
ある。そのため、この方法を用いて埋設物損傷防止シス
テムを構築すると、埋設物の数が増えた場合、トランス
ポンダ設置に必要な費用が増大しシステム全体のコスト
が高くなる。However, in the method described in Japanese Patent No. 2927383, it is necessary to install a transponder as a marker in the buried object. Therefore, if a buried object damage prevention system is constructed using this method, when the number of buried objects increases, the cost required for installing the transponder increases and the cost of the entire system increases.
【0004】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、地中の埋設物に標識体を設置す
ることを必要とせずに地中の埋設物の損傷を防止するこ
とが可能であり、従来の標識体を必要とするシステムよ
りも低いコストで構築できる埋設物損傷防止システムを
提供することである。The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to prevent damage to a buried object in the ground without the need to install a marker on the buried object in the ground. It is possible to provide a buried object damage prevention system that can be constructed at a lower cost than a system that requires a conventional marker.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る埋設物損傷防止システムの第一の特徴構
成は、請求項1に記載した如く、地中に埋設された埋設
物の地上に設定した地上座標系における位置データを記
憶する埋設物データ記憶手段と、作業車の車体上に設定
した車体座標系における作業車の特定部位の位置を計測
する車上位置計測手段と、前記車体座標系の座標データ
を前記地上座標系の座標データに変換する座標変換手段
と、前記埋設物データ記憶手段の記憶情報、及び前記車
上位置計測手段にて計測された前記特定部位の前記車体
座標系における座標データを前記座標変換手段にて変換
した前記特定部位の前記地上座標系における座標データ
に基づいて、前記埋設物と前記特定部位との間の離間距
離を求める距離算出手段と、前記距離算出手段にて求め
た前記離間距離が設定距離以下になった場合に、前記特
定部位の接触による前記埋設物の損傷を回避させるため
の特定動作を実行する動作実行手段とが設けられている
点にある。The first characteristic configuration of the buried object damage prevention system according to the present invention for achieving the above object is, as described in claim 1, the buried object buried in the ground. An embedded object data storage means for storing position data in a ground coordinate system set on the ground, an on-vehicle position measuring means for measuring a position of a specific portion of the work vehicle in the vehicle body coordinate system set on the body of the work vehicle, and Coordinate conversion means for converting the coordinate data of the vehicle body coordinate system into the coordinate data of the ground coordinate system, the storage information of the buried object data storage means, and the vehicle body of the specific portion measured by the on-vehicle position measurement means. A distance calculation for obtaining a separation distance between the buried object and the specific portion based on the coordinate data in the ground coordinate system of the specific portion obtained by converting the coordinate data in the coordinate system by the coordinate conversion means. Means and operation executing means for executing a specific operation for avoiding damage to the buried object due to contact with the specific portion when the separation distance obtained by the distance calculation means is equal to or less than a set distance. It is in the point provided.
【0006】同第二の特徴構成は、請求項2に記載した
如く、上記第一の特徴構成に加えて、複数の衛星から発
信された電波信号を前記作業車の車体上の複数箇所に設
置したアンテナで受信して、前記車体上の複数箇所の前
記地上座標系における3次元位置を計測するGPS計測
手段の計測情報、及び、前記車体上の複数箇所の前記車
体座標系における位置情報に基づいて、前記車体座標系
の座標データを前記地上座標系の座標データに変換する
ための変換パラメーターを求めるパラメーター算出手段
を備えている点にある。According to the second characteristic configuration, as described in claim 2, in addition to the first characteristic configuration, radio signals transmitted from a plurality of satellites are installed at a plurality of locations on the body of the work vehicle. Based on the measurement information of the GPS measuring means for measuring the three-dimensional position in the ground coordinate system at a plurality of points on the vehicle body by the received antenna and the position information in the vehicle body coordinate system at a plurality of points on the vehicle body. In addition, there is provided a parameter calculation means for obtaining a conversion parameter for converting the coordinate data of the vehicle body coordinate system into the coordinate data of the ground coordinate system.
【0007】同第三の特徴構成は、請求項3に記載した
如く、上記第一または第二の特徴構成に加えて、前記動
作実行手段が、前記特定動作として、前記作業車を操作
する作業者に対する警報、もしくは、前記埋設物を管理
する管理者に対する通報を行う警報通報手段にて構成さ
れている点にある。In the third characteristic configuration, as described in claim 3, in addition to the first or second characteristic configuration, the operation executing means operates the work vehicle as the specific operation. It is composed of an alarm reporting means for issuing a warning to a person or a manager who manages the buried object.
【0008】同第四の特徴構成は、請求項4に記載した
如く、上記第三の特徴構成に加えて、前記埋設物データ
記憶手段が、前記埋設物の属性データを記憶し、前記警
報通報手段が、前記埋設物の属性データに応じて、前記
警報の形態を変更するか、又は、前記通報を行う管理者
を変更するように構成されている点にある。In the fourth characteristic structure, as described in claim 4, in addition to the third characteristic structure, the buried object data storage means stores attribute data of the buried object, and the alarm notification is given. The means is configured to change the form of the alarm or change the administrator who makes the notification according to the attribute data of the buried object.
【0009】同第五の特徴構成は、請求項5に記載した
如く、上記第三または第四の特徴構成に加えて、前記警
報通報手段が、前記離間距離が前記設定距離よりも大き
い第2設定距離以下になった場合に、前記作業車を操作
する作業者に対して、前記警報とは異なる形態の第2警
報を行うように構成されている点にある。In addition to the third or fourth characteristic configuration, as the fifth characteristic configuration, in addition to the third or fourth characteristic configuration, the alarm notification means is provided with a second configuration in which the separation distance is larger than the set distance. When the distance becomes equal to or less than the set distance, the operator who operates the work vehicle is configured to issue a second alarm having a different form from the alarm.
【0010】同第六の特徴構成は、請求項6に記載した
如く、上記第一から第五のいずれかの特徴構成に加え
て、前記動作実行手段が、前記特定動作として、前記離
間距離が短くなる方向への前記特定部位の移動を禁止す
る移動禁止手段にて構成されている点にある。According to the sixth characteristic configuration, as described in claim 6, in addition to the characteristic configuration according to any one of the first to fifth aspects, the operation executing means is configured to set the separation distance as the specific operation. It is configured by a movement prohibiting means for prohibiting the movement of the specific portion in the shortening direction.
【0011】以下、本発明の作用並びに効果について説
明する。本発明の第一の特徴構成によれば、作業車の車
体上に設定した車体座標系における作業車の特定部位の
位置を車上位置計測手段によって計測するとともに、そ
の計測された特定部位の車体座標系における座標データ
を座標変換手段によって地上に設定した地上座標系の座
標データに変換し、その作業車の特定部位の地上座標系
の座標データと、埋設物データ記憶手段が記憶している
地中に埋設された埋設物の地上座標系における位置デー
タとに基づいて、上記埋設物と作業車の特定部位との間
の離間距離を距離算出手段によって求め、その離間距離
が設定距離以下になった場合に、上記作業車の特定部位
の接触による埋設物の損傷を回避させるための特定動作
が動作実行手段によって実行される。The operation and effect of the present invention will be described below. According to the first characteristic configuration of the present invention, the position of the specific portion of the working vehicle in the vehicle body coordinate system set on the vehicle body of the working vehicle is measured by the on-vehicle position measuring means, and the measured body portion of the specific portion is measured. The coordinate data in the coordinate system is converted into coordinate data in the ground coordinate system set on the ground by the coordinate conversion means, and the coordinate data in the ground coordinate system of the specific portion of the work vehicle and the ground stored in the buried object data storage means are stored. Based on the position data of the buried object buried in the ground coordinate system, the distance between the buried object and the specific part of the work vehicle is calculated by the distance calculation means, and the distance is equal to or less than the set distance. In this case, the operation executing means executes a specific operation for avoiding damage to the buried object due to contact with a specific portion of the work vehicle.
【0012】従って、予め記憶した埋設物の位置データ
と作業車の特定部位の位置計測データとに基づいて両者
の離間距離を計算により求めて、その両者の離間距離が
許容限界距離である設定距離以下になると、作業車の特
定部位の接触による埋設物の損傷を回避させるための特
定動作が実行されるので、地中の埋設物に標識体を設置
することを必要とせずに地中の埋設物の損傷を防止する
ことが可能であり、従来の標識体を必要とするシステム
よりも低いコストで構築できる埋設物損傷防止システム
が提供される。Therefore, the separation distance between the two is calculated based on the previously stored position data of the buried object and the position measurement data of the specific portion of the work vehicle, and the separation distance between the two is the allowable limit distance. In the following cases, a specific operation is performed to avoid damage to the buried object due to contact with a specific part of the work vehicle, so it is not necessary to install a marker on the buried object in the ground and Provided is a buried object damage prevention system which can prevent damage to an object and can be constructed at a lower cost than a system requiring a conventional marker.
【0013】同第二の特徴構成によれば、複数の衛星か
ら発信された電波信号を作業車の車体上の複数箇所に設
置したアンテナで受信して、その車体上の複数箇所の前
記地上座標系における3次元位置をGPS計測手段にて
計測し、その車体上の複数箇所の地上座標系におけるG
PS計測情報と車体座標系における位置情報とに基づい
て前記車体座標系の座標データを前記地上座標系の座標
データに変換するための変換パラメーターを求める。従
って、作業車の車体上の複数箇所について、地球上にお
ける絶対位置を高精度に計測することができるGPS計
測手段による地上座標系での位置計測情報と、車体座標
系での位置情報を対照させて前記変換パラメータを高精
度に求めることができるので、その変換パラメーターを
用いて座標変換手段が地上座標系における座標データに
変換した作業車の特定部位の位置データの精度を高くし
て前記離間距離を精度良く求めることができ、これによ
り、前記動作実行手段の作動を適切に行うことが可能と
なる。According to the second characteristic configuration, radio signals transmitted from a plurality of satellites are received by antennas installed at a plurality of locations on the body of the work vehicle, and the ground coordinates at a plurality of locations on the body are received. The three-dimensional position in the system is measured by GPS measuring means, and G in the ground coordinate system at a plurality of points on the vehicle body is measured.
A conversion parameter for converting the coordinate data of the vehicle body coordinate system into the coordinate data of the ground coordinate system is obtained based on the PS measurement information and the position information in the vehicle body coordinate system. Therefore, for a plurality of locations on the vehicle body of the work vehicle, the position measurement information in the ground coordinate system by the GPS measuring means capable of measuring the absolute position on the earth with high accuracy is compared with the position information in the vehicle body coordinate system. Since the conversion parameter can be obtained with high accuracy by using the conversion parameter, the accuracy of the position data of the specific portion of the work vehicle converted into the coordinate data in the ground coordinate system by the coordinate conversion means is increased to increase the separation distance. Can be obtained with high accuracy, and thus, the operation of the operation executing means can be appropriately performed.
【0014】同第三の特徴構成によれば、前記作業車の
特定部位の接触による埋設物の損傷を回避させるための
特定動作として、作業車を操作する作業者に対する警報
が行われるか、もしくは、前記埋設物を管理する管理者
に対する通報が行われる。従って、作業車を操作する作
業者に警報することで、作業者が許容限界距離よりも前
記埋設物に対して作業車の特定部位を接近させるような
操作をすることが抑制されて、作業車の特定部位の接触
による埋設物の損傷が防止され、また、埋設物を管理す
る管理者に通報することで、通報を受けた管理者が埋設
部の損傷を防止するための適切な処置をとることが可能
となる。According to the third characteristic configuration, an alarm is given to a worker who operates the work vehicle as a specific operation for avoiding damage to the buried object due to contact with a specific portion of the work vehicle, or The manager who manages the buried object is notified. Therefore, by alerting the worker who operates the work vehicle, it is possible to prevent the worker from performing an operation such that the specific portion of the work vehicle is brought closer to the buried object than the allowable limit distance, and the work vehicle is suppressed. The damage to the buried object due to contact with a specific part of the item is prevented, and by notifying the manager who manages the buried object, the manager who receives the notification takes appropriate measures to prevent damage to the buried part. It becomes possible.
【0015】同第四の特徴構成によれば、埋設物データ
記憶手段が記憶している埋設物の属性データに応じて、
警報の形態を変更して作業車を操作する作業者に対して
警報が行われるか、又は、上記埋設物の属性データに応
じて、通報を行う管理者を変更して通報が行われる。従
って、埋設物の属性データとして記憶している例えば埋
設物の種類に応じて、上記作業者に対する警報の形態が
変更されるので、仮に損傷した場合の周囲に対する悪影
響の程度等により上記警報の形態を変更することによ
り、作業者に緊急性を要するか否かを判断させて適切な
操作を行わせることができ、あるいは、上記埋設物の種
類に応じて埋設物管理者が変更されて通報されるので、
その埋設物を管理する所定の管理者に対して的確に通報
して、適切な処置をとらせることが可能となる。According to the fourth characteristic configuration, according to the attribute data of the buried object stored in the buried object data storage means,
An alarm is issued to the operator who operates the work vehicle by changing the form of the alarm, or the administrator who makes the notification is changed and the notification is made according to the attribute data of the buried object. Therefore, since the form of the alarm for the worker is changed according to, for example, the type of the embedded object stored as the attribute data of the embedded object, the form of the alarm is determined according to the degree of adverse effects on the surroundings in the case of damage. By changing the, it is possible to let the operator determine whether or not it is urgent and perform an appropriate operation, or the buried substance manager is changed according to the type of the above buried object and is notified. So
It is possible to make an appropriate notification by appropriately notifying a predetermined manager who manages the buried object.
【0016】同第五の特徴構成によれば、埋設物と作業
車の特定部位との間の離間距離が前記設定距離よりも大
きい第2設定距離以下になった場合に、上記作業車を操
作する作業者に対して、前記離間距離が前記設定距離以
下になった場合になされる警報とは異なる形態の第2警
報が行われる。従って、上記離間距離が許容限界距離で
ある前記設定距離よりも大きい第2設定距離以下になる
と、作業車の特定部位が埋設物に接近していることの注
意を喚起する第2警報を行うので、作業者に慎重な操作
を行わせることが可能となる。According to the fifth characteristic configuration, the work vehicle is operated when the distance between the buried object and the specific portion of the work vehicle becomes equal to or less than the second set distance which is larger than the set distance. A second alarm of a form different from the alarm given when the separation distance becomes equal to or less than the set distance is given to the worker who operates. Therefore, when the separation distance becomes equal to or smaller than the second set distance that is larger than the set distance that is the allowable limit distance, the second alarm that calls attention that a specific portion of the work vehicle is approaching the buried object is issued. It becomes possible for the operator to perform a careful operation.
【0017】同第六の特徴構成によれば、前記作業車の
特定部位の接触による埋設物の損傷を回避させるための
特定動作として、埋設物と作業車の特定部位との間の離
間距離が短くなる方向への作業車の特定部位の移動が禁
止される。従って、上記離間距離が前記設定距離以下に
なると、作業車の特定部位が埋設物に接近する移動が強
制的に禁止されるので、例え作業者が作業車の特定部位
を埋設物に接近させるような操作をしたとしても、作業
車の特定部位は埋設物に接近することはなく、作業車の
特定部位の接触による埋設物の損傷を確実に防止するこ
とが可能となる。According to the sixth characteristic configuration, as a specific operation for avoiding damage to an embedded object due to contact with a specific part of the work vehicle, a separation distance between the embedded object and the specific part of the work vehicle is set. Movement of specific parts of the work vehicle in the direction of shortening is prohibited. Therefore, when the separation distance is equal to or less than the set distance, the movement of the specific portion of the work vehicle approaching the embedded object is forcibly prohibited, so that the operator may bring the specific portion of the work vehicle close to the embedded object. Even if such an operation is performed, the specific portion of the work vehicle does not approach the buried object, and it is possible to reliably prevent damage to the buried object due to contact with the specific portion of the work vehicle.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】本発明に係る埋設物損傷防止シス
テムの実施形態を、作業車である掘削機(ショベルカ
ー)Kが、地中に埋設された埋設物であるガス供給用の
埋設管1に向けて掘削作業を行う場合について図面に基
づいて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a buried object damage prevention system according to the present invention, in which an excavator K which is a work vehicle is a buried pipe for supplying gas which is a buried object buried in the ground. The case of performing the excavation work toward No. 1 will be described based on the drawings.
【0019】図1及び図2に示すように、掘削機Kは、
クローラ式の下部走行体2の上部に旋回自在な車体3を
設け、車体3の前部に基端部を上下揺動自在に支持され
たブーム4、ブーム4の先端部に基端部を上下揺動自在
に支持されたアーム5、アーム5の先端部に基端部を上
下揺動自在に支持されたバケット6を夫々備えている。
そして、車体3とブーム4の間にブーム駆動用シリンダ
SY1が装着され、ブーム4とアーム5の間にアーム駆
動用シリンダSY2が装着され、アーム5とバケット6
の間にバケット駆動用シリンダSY3が装着され、さら
に、車体3を旋回駆動するための旋回用モータSY4が
設けられている。As shown in FIGS. 1 and 2, the excavator K is
A crawler-type lower traveling body 2 is provided with a swingable vehicle body 3, and a boom 4 having a base end portion swingably supported in a front portion of the vehicle body 3 and a base end portion vertically attached to a tip end portion of the boom 4 are provided. The arm 5 is swingably supported, and the tip end of the arm 5 is provided with a bucket 6 whose base end is vertically swingably supported.
A boom driving cylinder SY1 is mounted between the vehicle body 3 and the boom 4, an arm driving cylinder SY2 is mounted between the boom 4 and the arm 5, and the arm 5 and the bucket 6 are mounted.
A bucket driving cylinder SY3 is mounted between the two, and a turning motor SY4 for turning the vehicle body 3 is provided.
【0020】図3に示すように、掘削機Kには、制御部
10と計算部11を備えたコントローラCが設けられ、
制御部10から、上記各駆動用シリンダSY1〜3と旋
回用モータSY4に対する駆動信号が出力され、制御部
10に、掘削機Kの運転部に設けた操作レバーの操作状
態を検出する操作レバースイッチ9からの信号が入力さ
れている。尚、図では省略しているが、エンジンからの
動力を前記下部走行体2に入り切り伝達するクラッチ等
に対する駆動信号も前記制御部10から出力されてい
る。そして、作業者が所定のレバーを操作することによ
り、ブーム4、アーム5、バケット6の揺動操作、車体
3の旋回操作及び下部走行体2の走行操作を行うことが
できるように構成されている。As shown in FIG. 3, the excavator K is provided with a controller C having a controller 10 and a calculator 11.
A drive signal is output from the control unit 10 to each of the drive cylinders SY1 to SY3 and the turning motor SY4, and the control unit 10 detects an operation state of an operation lever provided in the operating unit of the excavator K. The signal from 9 is input. Although not shown in the drawing, the control unit 10 also outputs a drive signal for a clutch or the like that transmits and receives power from the engine to and from the undercarriage 2. Then, the operator operates the predetermined lever to perform the swing operation of the boom 4, the arm 5, and the bucket 6, the turning operation of the vehicle body 3, and the traveling operation of the lower traveling body 2. There is.
【0021】車体3に対するブーム4の揺動角度を検出
するブーム角度センサS1、ブーム4に対するアーム5
の揺動角度を検出するアーム角度センサS2、アーム5
に対するバケット6の揺動角度を検出するバケット角度
センサーS3、車体3の旋回角度を検出する車体回転セ
ンサS4が設けられている。そして、上記各角度センサ
S1〜3及び車体回転センサS4の各検出信号が前記計
算部11に入力されている。そして、計算部11内に、
掘削機Kの車体3上に設定した車体座標系(x,y,
z)における掘削機Kの特定部位としてのバケット先端
部6aの位置を計測する車上位置計測手段11Bが構成
されている。A boom angle sensor S1 for detecting the swing angle of the boom 4 with respect to the vehicle body 3, and an arm 5 for the boom 4.
Angle sensor S2 and arm 5 for detecting the swing angle of
A bucket angle sensor S3 that detects the swing angle of the bucket 6 with respect to the vehicle body rotation sensor S4 that detects the turning angle of the vehicle body 3 is provided. The detection signals of the angle sensors S1 to S3 and the vehicle body rotation sensor S4 are input to the calculator 11. Then, in the calculation unit 11,
The body coordinate system (x, y, set on the body 3 of the excavator K)
On-vehicle position measuring means 11B for measuring the position of the bucket tip portion 6a as a specific portion of the excavator K in z) is configured.
【0022】上記車体座標系(x,y,z)は、具体的
には、図2に示すように、車体中央上部位置を原点とし
て、車体前後方向にx軸、車体左右方向にy軸、車体上
下方向にz軸をとった直交座標系(x,y,z)として
設定し、さらに、この車体座標系(x,y,z)を、そ
の原点がブーム4の揺動基端部4aの位置になるように
平行移動成分(h1,h2,h3)だけ平行移動させ
て、第2車体座標系(x2,y2,z2)を設定する。
そして、先ず、上記第2車体座標系(x2,y2,z
2)において、前記各角度センサS1,S2,S3の検
出値と、ブーム4、アーム5、バケット6の各揺動長
(既知の値)から、バケット先端部6aの位置を計測
し、次に、この第2車体座標系(x2,y2,z2)の
座標データを平行移動させて、車体座標系(x,y,
z)におけるバケット先端部6aの位置を下式のように
求める。The vehicle body coordinate system (x, y, z) is, as shown in FIG. 2, specifically, with the upper center position of the vehicle body as the origin, the x axis in the vehicle longitudinal direction, the y axis in the vehicle lateral direction, It is set as an orthogonal coordinate system (x, y, z) with the z axis taken in the vehicle body vertical direction, and the origin of this vehicle body coordinate system (x, y, z) is the swing base end portion 4a of the boom 4. The second translational coordinate system (x2, y2, z2) is set by translating the translational components (h1, h2, h3) so that the position becomes.
Then, first, the second vehicle body coordinate system (x2, y2, z
In 2), the position of the bucket tip portion 6a is measured from the detected values of the angle sensors S1, S2, S3 and the swing lengths (known values) of the boom 4, the arm 5, and the bucket 6, and then, , The coordinate data of the second vehicle body coordinate system (x2, y2, z2) is translated to move the vehicle body coordinate system (x, y, z2).
The position of the bucket tip portion 6a in z) is calculated by the following equation.
【0023】[0023]
【数1】 [Equation 1]
【0024】車体3の複数箇所(3箇所)に、GPS
(汎地球測位システム)用の受信アンテナ7が設置さ
れ、さらに、車体3にGPS基準局からの信号を受信す
る基準局信号用アンテナ8が設置され、このGPS受信
アンテナ7及び基準局信号用アンテナ8の各受信信号が
前記計算部11に入力されている。そして、前記計算部
11内に、複数の衛星から発信された電波信号を前記G
PS受信アンテナ7で受信して、車体3上の複数箇所の
地上座標系(X,Y,Z)における3次元位置を計測す
るGPS計測手段11Cが設けられている。GPS is provided at a plurality of locations (three locations) on the vehicle body 3.
A receiving antenna 7 for (global positioning system) is installed, and a base station signal antenna 8 for receiving a signal from a GPS base station is installed on the vehicle body 3. Each of the GPS receiving antenna 7 and the base station signal antenna 8 is installed. The received signal is input to the calculation unit 11. Then, the radio wave signals transmitted from a plurality of satellites are stored in the calculation unit 11 in the G
GPS measuring means 11C is provided which receives the PS receiving antenna 7 and measures the three-dimensional position in the ground coordinate system (X, Y, Z) at a plurality of points on the vehicle body 3.
【0025】具体的には、車体3が停止した状態(下部
走行体2の走行及び車体3の旋回が停止した状態)で、
3つのGPS受信アンテナ7により複数の衛星からの電
波信号を各々受信するとともに、GPS基準局からの信
号を基準局信号用アンテナ8で受信し、それらの信号デ
ータから、GPS計測手段11Cが、RTK(Real
Time Kinematic)−GPSにより、リ
アルタイムで3つのGPS受信アンテナ7(車体3上の
複数箇所)の位置を計算する。ここで、RTK方式のG
PSは、GPS基準局からの信号によって誤差を取り除
く方式であるので、数cmという高い測定精度が得られ
る。ただし、GPSによる測定データはGPSで使用さ
れる座標系であるWGS−84で表わされているので、
このWGS−84の座標データを、地上に設定した地上
座標系としての日本測地系の原点を基準とした直交座標
系(X,Y,Z)の座標データに変換する。Specifically, with the vehicle body 3 stopped (the traveling of the lower traveling body 2 and the turning of the vehicle body 3 are stopped),
Radio signals from a plurality of satellites are received by the three GPS receiving antennas 7, respectively, and signals from the GPS reference station are received by the reference station signal antenna 8. From these signal data, the GPS measuring means 11C outputs the RTK (Real).
The position of three GPS receiving antennas 7 (a plurality of points on the vehicle body 3) is calculated in real time by GPS. Here, G of RTK method
Since PS is a method of removing an error by a signal from a GPS reference station, a high measurement accuracy of several cm can be obtained. However, since the measurement data by GPS is represented by WGS-84 which is the coordinate system used by GPS,
The coordinate data of this WGS-84 is converted into coordinate data of an orthogonal coordinate system (X, Y, Z) with the origin of the Japanese geodetic system as a ground coordinate system set on the ground as a reference.
【0026】さらに、前記計算部11内に、前記GPS
計測手段11Cの計測情報及び前記車体3上の複数箇所
の前記車体座標系(x,y,z)における位置情報に基
づいて、前記車体座標系(x,y,z)の座標データを
前記地上座標系(X,Y,Z)の座標データに変換する
ための変換パラメーターを求めるパラメーター算出手段
11Dと、前記車体座標系(x,y,z)の座標データ
を前記地上座標系(X,Y,Z)の座標データに変換す
る座標変換手段11Fとが設けられている。具体的に
は、上記座標変換手段11Fは、前記車上位置計測手段
11Bによって計測された前記バケット先端部6aの車
体座標系(x,y,z)における位置座標データを、前
記パラメーター算出手段11Dによって求めた変換パラ
メーターを用いて、地上座標系(X,Y,Z)における
位置座標データに変換する。Further, the GPS is stored in the calculation unit 11.
Based on the measurement information of the measuring means 11C and the position information of the vehicle body coordinate system (x, y, z) at a plurality of points on the vehicle body 3, the coordinate data of the vehicle body coordinate system (x, y, z) is obtained on the ground. Parameter calculation means 11D for obtaining conversion parameters for converting into coordinate data of the coordinate system (X, Y, Z), and coordinate data of the vehicle body coordinate system (x, y, z) are converted into the ground coordinate system (X, Y). , Z) coordinate conversion means 11F for converting the coordinate data. Specifically, the coordinate conversion means 11F converts the position coordinate data in the vehicle body coordinate system (x, y, z) of the bucket tip portion 6a measured by the on-vehicle position measurement means 11B into the parameter calculation means 11D. By using the conversion parameters obtained by the above, conversion is performed into position coordinate data in the ground coordinate system (X, Y, Z).
【0027】そして、前記パラメーター算出手段11D
は、各GPS受信アンテナ7(車体3上の複数箇所)の
地上座標系(X,Y,Z)における位置座標データと、
既知情報である各GPS受信アンテナ7(車体3上の複
数箇所)の前記車体座標系(x,y,z)における位置
座標データから、車体座標系(x,y,z)の座標デー
タを地上座標系(X,Y,Z)の座標データに変換する
ための変換パラメーターを求め、この変換パラメーター
を計算部11内に記憶する。Then, the parameter calculating means 11D
Is position coordinate data in the ground coordinate system (X, Y, Z) of each GPS receiving antenna 7 (a plurality of locations on the vehicle body 3),
From the position coordinate data in the vehicle body coordinate system (x, y, z) of each GPS receiving antenna 7 (a plurality of locations on the vehicle body 3) which is known information, the coordinate data of the vehicle body coordinate system (x, y, z) is transferred to the ground. A conversion parameter for converting into coordinate data of the coordinate system (X, Y, Z) is obtained, and this conversion parameter is stored in the calculation unit 11.
【0028】以下、上記パラメーター算出手段11Dと
座標変換手段11Fについて具体的に説明する。車体座
標系(x,y,z)から地上座標系(X,Y,Z)への
変換パラメーターは、下式に示すように、車体座標系
(x,y,z)の原点を地上座標系(X,Y,Z)の原
点を一致させるための平行移動成分のパラメーター
(α,β,γ)と、両座標系の各座標軸を一致させるた
めの回転行列パラメーターRの2つからなる。なお、簡
単にするために、両座標系のスケールは等しいものとす
る。The parameter calculating means 11D and the coordinate converting means 11F will be specifically described below. The conversion parameters from the vehicle body coordinate system (x, y, z) to the ground coordinate system (X, Y, Z) are as follows, with the origin of the vehicle body coordinate system (x, y, z) as the ground coordinate system. It consists of two parameters (α, β, γ) of the parallel movement component for matching the origins of (X, Y, Z) and a rotation matrix parameter R for matching the coordinate axes of both coordinate systems. For the sake of simplicity, the scales of both coordinate systems are the same.
【0029】[0029]
【数2】 [Equation 2]
【0030】前記3個のGPS受信アンテナ7の設置位
置(以下、点1、点2、点3と呼ぶ)について、前記G
PS計測手段11Cによって計測された地上座標系
(X,Y,Z)の位置座標データを、点1(X1,Y
1,Z1)、点2(X2,Y2,Z2)、点3(X3,
Y3,Z3)とし、その各点の車体座標系(x,y,
z)における位置座標データを、点1(x1,y1,z
1)、点2(z2,y2,z2)、点3(x3,y3,
z3)とする。なお、この点1、点2、点3の車体座標
系(x,y,z)での位置座標データは一定値(既知情
報)である。そして、上記3個のGPS受信アンテナ7
は一直線上に配列されていない。また、後述の回転行列
パラメーターRを求める際の誤差を最小にするために、
各GPS受信アンテナ7が、車体座標系(x,y,z)
の各座標軸(x軸,y軸,z軸)上で原点から等距離に
位置することが望ましい。Regarding the installation positions of the three GPS receiving antennas 7 (hereinafter referred to as point 1, point 2 and point 3), the G
The position coordinate data of the ground coordinate system (X, Y, Z) measured by the PS measuring means 11C is used as the point 1 (X1, Y
1, Z1), point 2 (X2, Y2, Z2), point 3 (X3,
Y3, Z3), and the vehicle body coordinate system (x, y,
The position coordinate data at z) is converted to point 1 (x1, y1, z
1), point 2 (z2, y2, z2), point 3 (x3, y3,
z3). The position coordinate data of the points 1, 2, and 3 in the vehicle body coordinate system (x, y, z) is a constant value (known information). Then, the above three GPS receiving antennas 7
Are not aligned. Further, in order to minimize the error when obtaining the rotation matrix parameter R described later,
Each GPS receiving antenna 7 has a vehicle body coordinate system (x, y, z)
It is desirable to be located equidistant from the origin on each coordinate axis (x-axis, y-axis, z-axis).
【0031】次に、上記点1から点2へのベクトル、点
2から点3へのベクトル、点3から点1へのベクトルの
夫々を地上座標系(X,Y,Z)で計算したものを(M
x1,My1,Mz1),(Mx2,My2,Mz
2),(Mx3,My3,Mz3)で表わし、車体座標
系(x,y,z)で計算したものを(mx1,my1,
mz1),(mx2,my2,mz2),(mx3,m
y3,mz3)で表わすと、これらから、下式のよう
に、モーメント行列Nと、モーメント行列Nの4次元対
称行列Ntが求まる。尚、モーメント行列Nの式では、
上記の3つのベクトルについて和をとっているが、必ず
しも3つのベクトルについて和をとる必要はなく、2つ
以上のベクトルについて和をとることが必要である。Next, the vector from the point 1 to the point 2, the vector from the point 2 to the point 3 and the vector from the point 3 to the point 1 are calculated in the ground coordinate system (X, Y, Z). (M
x1, My1, Mz1), (Mx2, My2, Mz
2), (Mx3, My3, Mz3) and calculated in the vehicle body coordinate system (x, y, z) is (mx1, my1,
mx1), (mx2, my2, mx2), (mx3, m
When expressed by y3, mz3), a moment matrix N and a four-dimensional symmetric matrix Nt of the moment matrix N are obtained from these, as shown in the following equation. In the equation of the moment matrix N,
Although the above three vectors are summed, it is not always necessary to sum three vectors, and it is necessary to sum two or more vectors.
【0032】[0032]
【数3】 [Equation 3]
【0033】そして、上記4次元対称行列Ntの最大固
有値に対応する単位固有ベクトルを計算し、その各固有
値を、q0,q1,q2,q3とすると、回転行列パラ
メーターRは下式により求められる。Then, a unit eigenvector corresponding to the maximum eigenvalue of the four-dimensional symmetric matrix Nt is calculated, and each eigenvalue is set to q0, q1, q2, q3, then the rotation matrix parameter R is obtained by the following equation.
【0034】[0034]
【数4】 [Equation 4]
【0035】さらに、上記求めた回転行列パラメーター
Rを用いた(数2)の式に、前記点1、点2、点3のい
ずれかについての地上座標系(X,Y,Z)及び車体座
標系(x,y,z)座標系での各座標データを代入して
得られる3つの式を解いて、平行移動成分のパラメータ
ー(α,β,γ)を求めることができる。Further, in the equation (2) using the obtained rotation matrix parameter R, the ground coordinate system (X, Y, Z) and the vehicle body coordinate for any one of the points 1, 2 and 3 are added. The parameters (α, β, γ) of the translation component can be obtained by solving three equations obtained by substituting each coordinate data in the system (x, y, z) coordinate system.
【0036】そして、前記座標変換手段11Fは、上記
のようにして求めた回転行列パラメーターRと、平行移
動成分のパラメーター(α,β,γ)を代入した(数
2)の式を用いて、任意の時点での車体座標系(x,
y,z)の座標データを、地上座標系(X,Y,Z)の
座標データに変換することになる。Then, the coordinate transformation means 11F uses the equation (2) in which the rotation matrix parameter R obtained as described above and the parameters (α, β, γ) of the translation component are substituted. Body coordinate system (x,
The coordinate data of (y, z) will be converted into the coordinate data of the ground coordinate system (X, Y, Z).
【0037】一方、図4に示すように、埋設管1は、継
手部1A,1Bによって複数の管材を接続して長手状に
形成されている。継手部1A,1Bには直線状に配管す
るための直管タイプ1Aと、曲げて配管するための曲が
りタイプ1Bがある。図では、道路に沿って埋設管1が
配管され、曲がり部で直角に曲がる配管例を示す。予
め、前記RTK方式のGPSを利用して、埋設管1の位
置を高精度に計測している。具体的には、前記継手部1
A,1Bでの配管位置を測定する。測定位置について
は、直管タイプの継手部1Aの場合は、埋設管1の中心
軸上で管長さ方向の2分割点p1、曲がりタイプの継手
部1Bの場合は、埋設管1の中心軸上で両側の埋設管1
の中心軸が交差する点p2とする。On the other hand, as shown in FIG. 4, the buried pipe 1 is formed in a longitudinal shape by connecting a plurality of pipe members by joint portions 1A and 1B. The joint portions 1A and 1B include a straight pipe type 1A for straight piping and a bent type 1B for bending and piping. In the figure, an example is shown in which the buried pipe 1 is piped along a road, and the pipe is bent at a right angle at the bent portion. The position of the buried pipe 1 is previously measured with high accuracy using the RTK GPS. Specifically, the joint portion 1
Measure the piping positions at A and 1B. Regarding the measurement position, in the case of the straight pipe type joint portion 1A, on the central axis of the embedded pipe 1, the split point p1 in the pipe length direction, and in the case of the bent type joint portion 1B, on the central axis of the embedded pipe 1 And buried pipes 1 on both sides
Let p2 be the intersection of the central axes of.
【0038】そして、上記測定データを、事業所(この
例では、ガス会社)に備えた埋設配管データベース12
に登録する。登録データは、CAD用の標準フォーマッ
ト(SIMAフォーマット)で記述され、各測定点のデ
ータは、点番号と座標値(X,Y,Z)からなる。な
お、この座標値(X,Y,Z)は、GPSの座標系WG
S−84の座標データを、日本測地系の原点を基準とし
た直交座標系(X,Y,Z)に変換したものである。さ
らに、上記埋設配管データベース12には、上記各測定
点間の結線関係を示す結線データと、各結線の結線番号
に対応つけて配管の配管径及び配管種類(例えば、樹脂
管や金属管など)を示す配管データが登録されている。
従って、上記埋設配管データベース12によって、地中
に埋設された埋設管1の前記地上座標系における位置デ
ータを記憶する埋設物データ記憶手段101が構成さ
れ、さらに、埋設物データ記憶手段101が埋設管1の
属性データ(具体的には、上記配管径、配管種類など)
を記憶している。Then, the above-mentioned measurement data is used as the buried pipe database 12 provided in the business establishment (gas company in this example).
Register with. The registration data is described in a standard format for CAD (SIMA format), and the data of each measurement point is composed of a point number and coordinate values (X, Y, Z). In addition, this coordinate value (X, Y, Z) is the coordinate system WG of GPS.
The coordinate data of S-84 is converted into an orthogonal coordinate system (X, Y, Z) based on the origin of the Japanese geodetic system. Further, in the buried piping database 12, the connection data showing the connection relationship between the respective measurement points, and the connection pipe number of each connection and the pipe diameter and type of the pipe (for example, resin pipe or metal pipe) The piping data indicating is registered.
Therefore, the buried pipe database 12 constitutes the buried object data storage means 101 for storing the position data of the buried pipe 1 buried in the ground in the ground coordinate system, and further, the buried object data storage means 101. 1 attribute data (specifically, the above pipe diameter, pipe type, etc.)
I remember.
【0039】上記埋設配管データベース12の登録デー
タのうち、前記バケット先端部6aによって実際に掘削
している場所に近接する埋設管1の各測定点のデータが
例えばPHS等の無線通信手段を用いて掘削機Kの計算
部11に読み込まれ、計算部11では、複数の測定点の
データから、各測定点を結ぶ直線式を計算し、その直線
式のデータを埋設管1の地上座標系における位置データ
として配管データメモリ11Aに記憶している。Of the registered data of the buried pipe database 12, data of each measurement point of the buried pipe 1 near the place where the bucket tip 6a is actually excavated is used by wireless communication means such as PHS. The data is read by the calculation unit 11 of the excavator K, and the calculation unit 11 calculates a linear equation connecting the measurement points from the data of the plurality of measurement points, and the data of the linear equation is used to determine the position of the buried pipe 1 in the ground coordinate system. The data is stored in the piping data memory 11A as data.
【0040】前記計算部11内に、前記埋設配管データ
ベース12(埋設物データ記憶手段101)の記憶情
報、及び前記車上位置計測手段11Bにて計測された前
記バケット先端部6aの前記車体座標系(x,y,z)
における座標データを前記座標変換手段11Fにて変換
した前記バケット先端部6aの前記地上座標系(X,
Y,Z)における座標データに基づいて、前記埋設管1
と前記バケット先端部6aとの間の離間距離を求める距
離算出手段11Gが設けられている。In the calculation unit 11, the storage information of the buried pipe database 12 (embedded object data storage means 101) and the vehicle body coordinate system of the bucket tip 6a measured by the on-vehicle position measurement means 11B. (X, y, z)
Of the bucket tip 6a obtained by converting the coordinate data in the coordinate conversion means 11F into the ground coordinate system (X,
The buried pipe 1 based on the coordinate data in Y, Z)
Distance calculating means 11G is provided for calculating the distance between the bucket tip 6a and the bucket tip 6a.
【0041】具体的には、図5に示すように、バケット
先端部6aの地上座標系(X,Y,Z)における座標値
と、上記直線式で表わされた埋設管1の位置データとか
ら、先ず埋設管1の中心軸に対するバケット先端部6a
の最短距離L0を計算し、次にこの距離L0から、埋設
管1の属性データとして前記埋設配管データベース12
に記憶されている配管径(半径)rを差し引いて埋設管
1の表面に対するバケット先端部6aの最短距離L1を
求め、この距離L1を埋設管1とバケット先端部6aと
の間の離間距離L1とする。Specifically, as shown in FIG. 5, the coordinate values of the bucket tip portion 6a in the ground coordinate system (X, Y, Z) and the position data of the buried pipe 1 expressed by the above linear equation. First, the bucket tip 6a with respect to the central axis of the buried pipe 1
Of the shortest distance L0, and then from this distance L0 as the attribute data of the buried pipe 1, the buried pipe database 12
The shortest distance L1 of the bucket tip 6a to the surface of the buried pipe 1 is obtained by subtracting the pipe diameter (radius) r stored in Table 1. The distance L1 is the distance L1 between the buried pipe 1 and the bucket tip 6a. And
【0042】図6に、上記バケット先端部6aの車体座
標系(x,y,z)での位置計測から、地上座標系
(X,Y,Z)への座標変換、埋設管1とバケット先端
部6aとの離間距離の算出までの処理の流れの概要を示
す。FIG. 6 shows coordinate conversion from the position measurement of the bucket tip portion 6a in the vehicle body coordinate system (x, y, z) to the ground coordinate system (X, Y, Z), the buried pipe 1 and the bucket tip. An overview of the flow of processing up to the calculation of the separation distance from the portion 6a is shown.
【0043】前記制御部10内に、前記距離算出手段1
1Gにて求めた前記離間距離L1が設定距離以下になっ
た場合に、バケット先端部6aの接触による埋設管1の
損傷を回避させるための特定動作を実行する動作実行手
段100が設けられている。具体的には、上記動作実行
手段100が、前記特定動作として、掘削機Kを操作す
る作業者に対する警報、もしくは、前記埋設管1を管理
する管理者に対する通報を行う警報通報手段10Aと、
前記特定動作として、前記離間距離が短くなる方向への
前記バケット先端部6aの移動を禁止する移動禁止手段
10Bにて構成されている。そして、上記警報通報手段
10Aが、埋設管1の属性データに応じて、前記警報の
形態を変更し、又、通報を行う管理者を変更するように
構成されている。The distance calculating means 1 is provided in the control unit 10.
There is provided an operation executing means 100 for executing a specific operation for avoiding damage to the buried pipe 1 due to the contact of the bucket tip portion 6a when the separation distance L1 obtained in 1G becomes equal to or less than the set distance. . Specifically, the operation execution means 100, as the specific operation, an alarm for an operator who operates the excavator K, or an alarm notification means 10A for issuing a notification to an administrator who manages the buried pipe 1,
As the specific operation, the movement prohibiting means 10B for prohibiting the movement of the bucket tip portion 6a in the direction in which the separation distance is shortened is configured. Then, the alarm reporting means 10A is configured to change the form of the alarm and to change the manager who issues the notification in accordance with the attribute data of the buried pipe 1.
【0044】即ち、上記離間距離L1が例えば50cm
(設定距離)になった時点で、制御部10に接続された
ブザー13及び音声出力器14を作動させて作業者に警
報し、通信部15から通信回線16を介して埋設管の管
理者(具体的には、ガス会社17)に通報するととも
に、バケット先端部6aが埋設管1に接近するようなブ
ーム4、アーム5、バケット6等の動作を強制停止す
る。因みに、前記埋設配管データベース12に記憶して
いる埋設管1の属性データにおいて埋設管1の種類がガ
ス管である場合には、作業者に対する警報の形態とし
て、前記音声出力器14によって、「ガス配管に接近し
ます。」という旨の音声を運転部内に流し、また、ガス
会社17に通報する。通報を受けた管理者は現場に至急
担当者を派遣して、埋設管1の損傷を発生させないよう
にする等の処置を行う。尚、埋設管1の種類が例えば水
道管や電力ケーブルであれば、電力会社や水道局等に通
報する。That is, the separation distance L1 is, for example, 50 cm.
When the (set distance) is reached, the buzzer 13 and the voice output device 14 connected to the control unit 10 are activated to warn the worker, and the manager of the buried pipe from the communication unit 15 via the communication line 16 ( Specifically, while notifying the gas company 17), the operations of the boom 4, the arm 5, the bucket 6 and the like such that the bucket tip portion 6a approaches the buried pipe 1 are forcibly stopped. By the way, when the type of the buried pipe 1 is a gas pipe in the attribute data of the buried pipe 1 stored in the buried pipe database 12, the voice output device 14 is used as a form of an alarm for the operator to indicate “gas”. A voice saying "I will approach the pipe." Will be sent to the inside of the driving section and the gas company 17 will be notified. The manager who receives the report dispatches a person in charge immediately to the site to take measures such as preventing the buried pipe 1 from being damaged. If the type of the buried pipe 1 is, for example, a water pipe or an electric power cable, the electric power company or the water supply station is notified.
【0045】さらに、前記警報通報手段10Aが、前記
離間距離L1が前記設定距離よりも大きい第2設定距離
以下になった場合に、前記掘削機Kを操作する作業者に
対して、前記警報とは異なる形態の第2警報を行うよう
に構成されている。即ち、上記離間距離L1が例えば1
00cm(第2設定距離)よりも短くなった時点から、
前記音声出力器14によって、「ガス配管に近づいてい
るので、慎重に掘削してくだい。」という旨の音声を運
転部内に流して、作業者に注意を促す警報を行う。Further, when the distance L1 becomes equal to or smaller than the second set distance which is larger than the set distance, the alarm reporting means 10A gives the alarm to the operator who operates the excavator K. Are configured to provide a different form of the second alarm. That is, the separation distance L1 is, for example, 1
From the time when it became shorter than 00 cm (second set distance),
By the voice output device 14, a voice saying "Because the gas pipe is approaching, please drill carefully."
【0046】〔別実施形態〕以下に別実施形態を説明す
る。上記実施形態では、埋設物データ記憶手段101
(埋設配管データベース12)がGPSを利用して求め
た埋設物1(埋設管)の位置データを記憶するように構
成したが、GPS以外の計測手段の計測情報に基づいて
求めた埋設物1の位置データを記憶するようにしてもよ
い。[Another Embodiment] Another embodiment will be described below. In the above embodiment, the buried object data storage means 101.
Although the (buried pipe database 12) is configured to store the position data of the buried object 1 (buried pipe) obtained by using GPS, the buried object 1 of the buried object 1 obtained based on the measurement information of the measuring means other than GPS is stored. The position data may be stored.
【0047】上記実施形態では、パラメーター算出手段
11Dが、GPS計測手段11Cによって計測した車体
上の複数箇所の地上座標系(X,Y,Z)における位置
計測情報と、車体上の複数箇所の車体座標系(x,y,
z)での位置情報に基づいて、車体座標系(x,y,
z)の座標データを地上座標系(X,Y,Z)の座標デ
ータに変換するための変換パラメーターを求めたが、G
PS計測手段以外の計測手段によって計測した車体上の
複数箇所の地上座標系(X,Y,Z)における位置計測
情報を用いて、上記変換パラメーターを求めるようにし
てもよい。In the above embodiment, the parameter calculating means 11D measures the position measurement information in the ground coordinate system (X, Y, Z) at a plurality of points on the vehicle body measured by the GPS measuring means 11C and the vehicle body at a plurality of points on the vehicle body. Coordinate system (x, y,
z) based on the position information in the vehicle body coordinate system (x, y,
The conversion parameter for converting the coordinate data of z) into the coordinate data of the ground coordinate system (X, Y, Z) was calculated.
The conversion parameters may be obtained using position measurement information in the ground coordinate system (X, Y, Z) at a plurality of points on the vehicle body measured by a measuring means other than the PS measuring means.
【0048】さらに、上記実施形態では、パラメーター
算出手段11Dが、2点間のモーメント行列の4次元対
称行列を用いる方法で回転行列パラメータRを求めるよ
うにしたが、これ以外の方法によって回転行列パラメー
タRを求めるようにしてもよい。Further, in the above-mentioned embodiment, the parameter calculating means 11D is adapted to obtain the rotation matrix parameter R by a method using a four-dimensional symmetric matrix of a moment matrix between two points. R may be obtained.
【0049】作業車の特定部位の接触による埋設物1の
損傷を回避させるための特定動作を実行する動作実行手
段100の実施形態は、上記の形態以外の種々の形態で
実施することが可能である。The embodiment of the operation executing means 100 for executing the specific operation for avoiding the damage to the buried object 1 due to the contact with the specific portion of the work vehicle can be implemented in various modes other than the above modes. is there.
【0050】上記実施形態では、埋設物1がガス供給用
の埋設管1である場合について説明したが、ガス供給用
の埋設管以外の水道管、電力ケーブル、通信ケーブルな
どでもよく、あるいは、かかる管状の埋設物ではなく、
点在している埋設物であってもよい。In the above embodiment, the case where the buried object 1 is the buried pipe 1 for gas supply has been described, but a water pipe, a power cable, a communication cable, etc. other than the buried pipe for gas supply may be used. Not a tubular buried object,
It may be scattered buried objects.
【0051】上記実施形態では、作業車Kが掘削機(シ
ョベルカー)であり、特定部位を掘削機のバケット6の
先端部6aに設定したが、掘削機以外の各種作業車によ
って地中埋設物に接近した位置で作業を行うような場合
に、各種作業車の特定部位が埋設物1を損傷させるのを
防止するために、本発明に係る埋設物損傷防止システム
を適用することができる。In the above-described embodiment, the work vehicle K is an excavator (shovel car), and the specific portion is set to the tip portion 6a of the bucket 6 of the excavator. The embedded object damage prevention system according to the present invention can be applied in order to prevent the specific object of various work vehicles from damaging the embedded object 1 when the operation is performed at a position close to.
【図1】作業車による掘削作業を示す側面図FIG. 1 is a side view showing excavation work by a work vehicle.
【図2】作業車の全体構成を示す側面図FIG. 2 is a side view showing the overall structure of the work vehicle.
【図3】埋設物損傷防止システムの制御構成のブロック
図FIG. 3 is a block diagram of a control configuration of a buried object damage prevention system.
【図4】埋設物の位置データを説明する平面図FIG. 4 is a plan view illustrating position data of a buried object.
【図5】埋設物と作業車の特定部位との間の離間距離を
説明する図FIG. 5 is a diagram illustrating a separation distance between an embedded object and a specific portion of a work vehicle.
【図6】離間距離算出までの処理の流れを示す図FIG. 6 is a diagram showing a flow of processing up to calculation of a separation distance.
1 埋設物 3 車体 6a 特定部位 7 アンテナ 10A 警報通報手段 10B 移動禁止手段 11B 車上位置計測手段 11C GPS計測手段 11D パラメーター算出手段 11F 座標変換手段 11G 距離算出手段 100 動作実行手段 101 埋設物データ記憶手段 K 作業車 1 buried objects 3 car body 6a Specific site 7 antenna 10A Alert reporting means 10B Movement prohibition means 11B On-board position measuring means 11C GPS measuring means 11D parameter calculation means 11F coordinate conversion means 11G distance calculation means 100 action execution means 101 buried object data storage means K work vehicle
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古庄 宏臣 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 Fターム(参考) 2D003 AA01 AB02 AB03 AB04 AC09 BA08 BB09 BB11 CA02 DA02 DA04 DB04 DB05 FA02 2D015 GA03 GB07 5J062 BB01 BB08 CC07 EE04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Hiroomi Furusho 4-1-2 Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture Within Osaka Gas Co., Ltd. F-term (reference) 2D003 AA01 AB02 AB03 AB04 AC09 BA08 BB09 BB11 CA02 DA02 DA04 DB04 DB05 FA02 2D015 GA03 GB07 5J062 BB01 BB08 CC07 EE04
Claims (6)
た地上座標系における位置データを記憶する埋設物デー
タ記憶手段と、 作業車の車体上に設定した車体座標系における作業車の
特定部位の位置を計測する車上位置計測手段と、 前記車体座標系の座標データを前記地上座標系の座標デ
ータに変換する座標変換手段と、 前記埋設物データ記憶手段の記憶情報、及び前記車上位
置計測手段にて計測された前記特定部位の前記車体座標
系における座標データを前記座標変換手段にて変換した
前記特定部位の前記地上座標系における座標データに基
づいて、前記埋設物と前記特定部位との間の離間距離を
求める距離算出手段と、 前記距離算出手段にて求めた前記離間距離が設定距離以
下になった場合に、前記特定部位の接触による前記埋設
物の損傷を回避させるための特定動作を実行する動作実
行手段とが設けられている埋設物損傷防止システム。1. A buried object data storage means for storing position data of a buried object buried in the ground in a ground coordinate system set on the ground, and identification of a working vehicle in a vehicle body coordinate system set on the body of a working vehicle. On-vehicle position measuring means for measuring the position of a part, coordinate converting means for converting coordinate data of the vehicle body coordinate system into coordinate data of the ground coordinate system, storage information of the buried object data storage means, and the on-vehicle Based on the coordinate data in the ground coordinate system of the specific portion obtained by converting the coordinate data in the vehicle body coordinate system of the specific portion measured by the position measuring means, the embedded object and the specific portion Distance calculating means for calculating a separation distance between the embedded object and the embedded object due to contact of the specific portion when the separation distance calculated by the distance calculating means is equal to or less than a set distance. Buried object damage prevention system and operation execution means is provided to perform certain operations in order to avoid scratches.
記作業車の車体上の複数箇所に設置したアンテナで受信
して、前記車体上の複数箇所の前記地上座標系における
3次元位置を計測するGPS計測手段の計測情報、及
び、前記車体上の複数箇所の前記車体座標系における位
置情報に基づいて、前記車体座標系の座標データを前記
地上座標系の座標データに変換するための変換パラメー
ターを求めるパラメーター算出手段を備えている請求項
1記載の埋設物損傷防止システム。2. A radio signal transmitted from a plurality of satellites is received by antennas installed at a plurality of locations on the body of the work vehicle, and three-dimensional positions in the ground coordinate system at a plurality of locations on the body are measured. A conversion parameter for converting the coordinate data of the vehicle body coordinate system into the coordinate data of the ground coordinate system based on the measurement information of the GPS measuring means and the position information of the vehicle body coordinate system at a plurality of locations on the vehicle body. The buried object damage prevention system according to claim 1, further comprising parameter calculation means for determining
て、前記作業車を操作する作業者に対する警報、もしく
は、前記埋設物を管理する管理者に対する通報を行う警
報通報手段にて構成されている請求項1又は2記載の埋
設物損傷防止システム。3. The operation executing means is constituted by an alarm notifying means for issuing an alarm to an operator who operates the work vehicle or an administrator who manages the buried object as the specific operation. The buried object damage prevention system according to claim 1.
物の属性データを記憶し、 前記警報通報手段が、前記埋設物の属性データに応じ
て、前記警報の形態を変更するか、又は、前記通報を行
う管理者を変更するように構成されている請求項3記載
の埋設物損傷防止システム。4. The buried object data storage means stores attribute data of the buried object, and the alarm reporting means changes the form of the alarm according to the attribute data of the buried object, or The buried object damage prevention system according to claim 3, which is configured to change an administrator who performs the notification.
記設定距離よりも大きい第2設定距離以下になった場合
に、前記作業車を操作する作業者に対して、前記警報と
は異なる形態の第2警報を行うように構成されている請
求項3又は請求項4記載の埋設物損傷防止システム。5. A form different from the alarm for the worker operating the work vehicle, when the alarm notification unit is equal to or less than a second set distance that is larger than the set distance, The buried object damage prevention system according to claim 3 or 4, which is configured to perform the second alarm of.
て、前記離間距離が短くなる方向への前記特定部位の移
動を禁止する移動禁止手段にて構成されている請求項1
〜5のいずれかに記載の埋設物損傷防止システム。6. The movement executing means is constituted by movement prohibiting means for prohibiting movement of the specific portion in a direction in which the separation distance is shortened, as the specific operation.
6. The buried object damage prevention system according to any one of to 5.
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