JP2003096811A

JP2003096811A - 埋設物損傷防止システム

Info

Publication number: JP2003096811A
Application number: JP2001297531A
Authority: JP
Inventors: Yasunari Furukawa; 康成古川; Hideki Hayakawa; 秀樹早川; Hiromi Kosho; 宏臣古庄
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2003-04-03

Abstract

(57)【要約】【課題】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。【解決手段】車体座標系（ｘ，ｙ，ｚ）における作業
車の特定部位６ａの位置を計測するとともに、その特定
部位６ａの車体座標系（ｘ，ｙ，ｚ）における座標デー
タを地上座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の座標データに変換し、
その作業車の特定部位６ａの地上座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）
の座標データと、地中埋設物の地上座標系（Ｘ、Ｙ、
Ｚ）における位置データとに基づいて、地中埋設物と作
業車の特定部位６ａとの間の離間距離を求め、その離間
距離が設定距離以下になった場合に、作業車の特定部位
６ａの接触による埋設物の損傷を回避させるための特定
動作を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００２３】

【数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。

【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
ＴｉｍｅＫｉｎｅｍａｔｉｃ）−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。

【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。

【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。

【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。

【００２９】

【数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。

【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。

【００３２】

【数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。

【００３４】

【数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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【図１】作業車による掘削作業を示す側面図

【図２】作業車の全体構成を示す側面図

【図３】埋設物損傷防止システムの制御構成のブロック
図

【図４】埋設物の位置データを説明する平面図

【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

【図６】離間距離算出までの処理の流れを示す図

【符号の説明】

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１１ＣＧＰＳ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

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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埋設物損傷防止システム。
【請求項２】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請求項
１記載の埋設物損傷防止システム。
【請求項３】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請求項１又は２記載の埋
設物損傷防止システム。
【請求項４】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請求項３記載
の埋設物損傷防止システム。
【請求項５】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請
求項３又は請求項４記載の埋設物損傷防止システム。
【請求項６】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。