JP2024039017A - Remote construction management system for ground improvement work using VR technology - Google Patents

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JP2024039017A JP2023146231A JP2023146231A JP2024039017A JP 2024039017 A JP2024039017 A JP 2024039017A JP 2023146231 A JP2023146231 A JP 2023146231A JP 2023146231 A JP2023146231 A JP 2023146231A JP 2024039017 A JP2024039017 A JP 2024039017A
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幸治 落合
賢一郎 川崎
光弘 坂本
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YBM Co Ltd
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YBM Co Ltd
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Abstract

【課題】地中に造成される柱状改良体について現在から過去・未来に到る工事の進捗状況を遠隔で管理する地盤改良工事の遠隔施工管理システムを提供する。【解決手段】システムは、施工機の各種情報、固化剤の各種情報、実地盤改良工事現場の3次元形状データ、地盤情報及び機械のCADデータに基づいて仮想的に再現された仮想(VR)地盤改良工事現場200の視聴を提供するクラウドサーバー10を設定し、施工機及び固化剤の各種情報等を、施工機の通信装置60、70がクラウドサーバー10に送信し、記憶部12に保存する。工事の当事者は、ユーザー端末装置20を用いてクラウドサーバー10にアクセスして、VR地盤改良工事現場200をダウンロードし、ダウンロードしたVR地盤改良工事現場200について、頭部装着ディスプレイ30の表示部33にVR3次元画像として表示させる。【選択図】図1[Problem] To provide a remote construction management system for ground improvement work that remotely manages the progress status of construction from the present to the past and future for columnar improvement structures built underground. [Solution] The system uses virtual reality (VR) that is virtually reproduced based on various information on construction machines, various information on solidifying agents, three-dimensional shape data of the actual ground improvement work site, ground information, and CAD data of the machine. A cloud server 10 that provides viewing of the ground improvement construction site 200 is set up, and the communication devices 60 and 70 of the construction machines transmit various information about the construction machine and solidifying agent to the cloud server 10 and save it in the storage unit 12. . The person involved in the construction accesses the cloud server 10 using the user terminal device 20, downloads the VR ground improvement construction site 200, and displays the downloaded VR ground improvement construction site 200 on the display section 33 of the head-mounted display 30. Display it as a VR three-dimensional image. [Selection diagram] Figure 1

Description

特許法第30条第2項適用申請有り 1.開催日 令和4年9月14日~9月16日 2.集会名、開催場所 地盤技術フォーラム2022、東京ビッグサイト(東京都江東区有明3-11-1)Application for application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act 1. Dates: September 14th to September 16th, 2020 2. Meeting name and venue Geotechnical Forum 2022, Tokyo Big Sight (3-11-1 Ariake, Koto-ku, Tokyo)

本発明は地盤改良工事の遠隔施工管理システムに関し、より詳細には地中に造成される柱状改良体について現在から過去・未来に到る工事の進捗状況を遠隔で管理することができ、且つ柱状改良体を造成する施工機について遠隔で運転管理することができるVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムに関するものである。 The present invention relates to a remote construction management system for ground improvement work. The present invention relates to a remote construction management system for ground improvement work using VR technology that allows remote operation management of construction machines that create improved bodies.

バーチャルリアリティ(VR)技術は、コンピュータのディスプレイ上で仮想的に再現された仮想世界に、ヘッドマウントディスプレイ(頭部装着ディスプレイ)と呼ばれ内部にディスプレイを有するゴーグル型のディスプレイを介してユーザーが仮想世界に没入するための技術である。VR技術はユーザーに現実世界とは異なる仮想世界を視覚・視聴させるだけでなく、ユーザー自身が仮想人物(アバター)として仮想世界の中に入り込み、専用のコントローラ(操作機)によってその仮想人物を操作することによってプレイすることを可能にしている。また、VR技術の他に現実世界に仮想世界を重ね合わせた合成画像をヘッドマウントディスプレイに表示させるAR技術も色々な分野で利用されている。仮想世界に重ね合わされる現実世界は、ヘッドマウントディスプレイに備わるカメラによって撮像されるのが一般的である。 Virtual reality (VR) technology allows users to enter a virtual world that is virtually reproduced on a computer display through a goggle-type display called a head-mounted display that has an internal display. It is a technology for immersing yourself in the world. VR technology not only allows users to see and listen to a virtual world that is different from the real world, but also allows the user to enter the virtual world as a virtual person (avatar) and operate that virtual person using a dedicated controller. It is possible to play by doing this. In addition to VR technology, AR technology, which displays a composite image of the real world and the virtual world on a head-mounted display, is also used in various fields. The real world that is superimposed on the virtual world is generally captured by a camera included in a head-mounted display.

建築土木分野においてもAR技術を用いた発明が提案されている。例えば、工事現場以外の場所にいる人が工事現場に行かずとも工事現場に行った場合と遜色のない精度で工事現場の状況を把握できるようにする状況把握支援システムに係る発明が知られている(例えば、特許文献1を参照。)。 Inventions using AR technology have also been proposed in the field of architecture and civil engineering. For example, there is an invention that relates to a situation understanding support system that allows a person located at a location other than the construction site to grasp the situation at the construction site with an accuracy comparable to that of the person who is at the construction site without actually going to the construction site. (For example, see Patent Document 1.)

この状況把握支援システムでは、工事現場にいる作業者が検査対象物についてヘッドマウントディスプレイによって様々な方向から撮影し、その合成画像(実画像に仮想画像が重畳された画像)を工事現場に設けられた現場コンピュータに送信している。そして、合成画像を受信した現場コンピュータは、その合成画像を基に検査対象物の3次元形状を測定し、その3次元形状を表す3次元形状データを生成している。そして、現場コンピュータによって作成された検査対象物の3次元形状データは、空間的に離れた別室の事務所コンピュータに送信される。そして、その検査対象物の3次元形状データを受信した事務所コンピュータは、検査対象物の3次元形状データに対し検査結果の入力欄が重畳されたデータを生成し、そのデータは、工事現場の座標系と同じ座標系を持った検査員のヘッドマウントディスプレイに送信される。そして、検査員はヘッドマウントディスプレイを介して検査対象物の3次元形状を検査することができることとされている。 In this situation understanding support system, workers at the construction site take pictures of the object to be inspected from various directions using a head-mounted display, and a composite image (an image in which a virtual image is superimposed on the real image) is set up at the construction site. data is sent to the on-site computer. Then, the on-site computer that receives the composite image measures the three-dimensional shape of the object to be inspected based on the composite image, and generates three-dimensional shape data representing the three-dimensional shape. The three-dimensional shape data of the inspection object created by the on-site computer is then transmitted to an office computer in a spatially separate room. Then, the office computer that receives the 3D shape data of the object to be inspected generates data in which the input field for the inspection results is superimposed on the 3D shape data of the object to be inspected, and the data is used at the construction site. It is sent to the inspector's head-mounted display, which has the same coordinate system as the coordinate system. The inspector is supposed to be able to inspect the three-dimensional shape of the object to be inspected via the head-mounted display.

また、AR技術では現実画像に仮想画像が重畳されるため、現実画像の座標系と仮想画像の座標系を一致させるための標識(ARマーカー)又は座標が既知の複数の基準点が現実画像において必要となる。作業者はヘッドマウントディスプレイに備わるカメラでそのARマーカーを視認することにより、現実画像の座標系と仮想画像の座標系との間の位置合わせが行われることになる。 In addition, in AR technology, a virtual image is superimposed on a real image, so markers (AR markers) or multiple reference points with known coordinates are placed in the real image to match the coordinate system of the real image and the coordinate system of the virtual image. It becomes necessary. By visually recognizing the AR marker with a camera provided in the head-mounted display, the worker can align the coordinate system of the real image and the coordinate system of the virtual image.

ところで、ARマーカーを使用することなく現実画像の撮影位置での位置ずれをなくし、現実画像と仮想画像を重ね合わせて合成画像を作成する際に、ずれのない正確な合成画像を作成することができる地盤改良工事の合成画像表示方法に係る発明が知られている(例えば、特許文献2を参照。)。この地盤改良工事の合成画像表示方法では、施工機(地盤改良機)に取り付けられた2つのGNSS受信機と傾斜計の各計測信号によって、先ずコンピュータは施工機の「座標」と「進行方向」と「傾斜」(施工機の位置情報)を算出している。次に、コンピュータはこの施工機の位置情報を基にカメラが撮影している現実画像の撮影中心点の座標を算出している。そして、作業者はこの撮影中心点にGNSS受信機を実際に設置し、コンピュータはこの設置されたGNSS受信機の計測信号を基に撮影中心点の基準座標を算出している。そして、コンピュータはこの「撮影中心点の基準座標」と、先に施工機の位置情報を基に算出された「撮影中心点の座標」とを比較して、カメラが撮影している現実画像の撮影位置を補正している。そして、コンピュータはその補正した現実画像と仮想画像を合成することとしている。 By the way, when creating a composite image by overlapping the real image and the virtual image, it is possible to eliminate the positional shift in the shooting position of the real image without using an AR marker, and to create an accurate composite image without any shift. An invention related to a method for displaying a composite image of possible ground improvement work is known (for example, see Patent Document 2). In this composite image display method for ground improvement work, the computer first determines the "coordinates" and "progressing direction" of the construction machine using measurement signals from two GNSS receivers and an inclinometer attached to the construction machine (soil improvement machine). and "slope" (location information of the construction machine). Next, the computer calculates the coordinates of the center point of the actual image taken by the camera based on the position information of the construction machine. Then, the worker actually installs a GNSS receiver at the center point of the photograph, and the computer calculates the reference coordinates of the center point of the photograph based on the measurement signal of the installed GNSS receiver. The computer then compares these "reference coordinates of the shooting center point" with the "coordinates of the shooting center point" previously calculated based on the position information of the construction machine, and calculates the actual image taken by the camera. The shooting position is being corrected. The computer then synthesizes the corrected real image and virtual image.

その他のARマーカーを用いないその他の合成画像表示システムとして、撮像画像とその撮像画像に対応した仮想画像とにおいて同一の特徴点を抽出し特徴点の座標位置が重なり合う座標変換を行い、撮像画像に仮想画像を重ね合わせて表示する合成画像表示システムに係る発明が知られている(例えば、特許文献3を参照。)。 As another composite image display system that does not use other AR markers, the same feature points are extracted from a captured image and a virtual image corresponding to the captured image, and a coordinate transformation is performed so that the coordinate positions of the feature points overlap. An invention related to a composite image display system that displays virtual images in a superimposed manner is known (for example, see Patent Document 3).

ところで、建設機械(ショベル)に取り付けられた複数のカメラによって撮像された画像、並びに工事現場に設置されたカメラによって撮像された写真画像を、遠隔操作室の遠隔コントローラがネットワーク経由で受信して、これらの画像を基に「仮にキャビン内の運転席に操作者が着座しているならば操作者の目の位置に対応する」仮想視点画像を生成し遠隔地の操作者の表示装置に表示させることができるとする建設機械の管理システムに係る発明が知られている(例えば、特許文献4の[0022]、[0063]及び[0065]を参照。)。遠隔地の操作者は、この仮想視点画像を見ながら操作装置を操作して、その操作信号は遠隔コントローラによって工事現場の建設機械(ショベル)に送信され、建設機械(ショベル)は遠隔で操されることになる。 By the way, a remote controller in a remote control room receives images captured by a plurality of cameras attached to a construction machine (excavator) and photographic images captured by a camera installed at a construction site via a network. Based on these images, a virtual viewpoint image "corresponding to the operator's eye position if the operator were seated in the driver's seat in the cabin" is generated and displayed on the remote operator's display device. There is an invention related to a management system for construction machinery that can perform the following functions (see, for example, [0022], [0063], and [0065] of Patent Document 4). The operator at the remote location operates the operating device while viewing this virtual viewpoint image, and the operating signal is transmitted by the remote controller to the construction machine (excavator) at the construction site, and the construction machine (excavator) is operated remotely. That will happen.

特開2021-047610号公報JP2021-047610A 特開2020-52616号公報JP2020-52616A 特開2014-2645号公報Unexamined Japanese Patent Publication No. 2014-2645 特開2022-157635号公報Japanese Patent Application Publication No. 2022-157635

近年、軟弱地盤における「支持力強化」、「沈下低減」、「液状化防止」および「既設構造物の耐震補強」を目的として、機械撹拌工法(スラリー式機械撹拌工法)によって地中に地盤改良杭を多数造成する地盤改良工事が増えている。地盤改良杭は、ケーシングロッドの先端に取り付けられた撹拌翼によって地盤を所定の深度まで掘削しながら同時にセメント系の固化剤を土壌に注入し撹拌混合することによって円柱状に造成される。 In recent years, ground improvement has been carried out underground using the mechanical stirring method (slurry-type mechanical stirring method) for the purpose of "strengthening the bearing capacity," "reducing subsidence," "preventing liquefaction," and "seismic reinforcement of existing structures" in soft ground. Ground improvement work that involves creating a large number of piles is increasing. Ground improvement piles are created in a cylindrical shape by excavating the ground to a predetermined depth using a stirring blade attached to the tip of a casing rod, and at the same time injecting a cement-based solidifying agent into the soil and mixing it with stirring.

上記特許文献に記載されたAR技術では、作業者のヘッドマウントディスプレイ又は施工機(地盤改良機)に取り付けられたカメラによって現実画像を撮像している。作業者または施工機は地中を進行することはできないため、地中の現実画像についてはカメラによって撮像されないことになる。そのため、現実画像と仮想画像を重ね合わせた合成画像(AR画像)において地中に造成された地盤改良杭についてはリアルタイムで表示することはできない。その結果、地中に造成された地盤改良杭については、リアルタイムで現在の工事の進捗を把握することができないという問題がある。 In the AR technology described in the above-mentioned patent documents, a real image is captured by a camera attached to a worker's head-mounted display or a construction machine (ground improvement machine). Since the worker or the construction machine cannot proceed underground, the actual image of the underground will not be captured by the camera. Therefore, ground improvement piles built underground cannot be displayed in real time in a composite image (AR image) in which a real image and a virtual image are superimposed. As a result, there is a problem in that it is not possible to grasp the current progress of construction work on soil improvement piles built underground in real time.

また、工事の進捗状況については過去のある時点まで遡って確認したい場合が起こり得る。その場合、過去の工事の進捗についてはカメラが撮像した撮像範囲内で確認作業が行われることになる。同様に、地中に造成された地盤改良杭について過去の工事の進捗を把握することができないという問題がある。 Further, there may be cases where it is desired to check the progress of construction going back to a certain point in the past. In that case, the progress of past construction work will be checked within the imaging range captured by the camera. Similarly, there is a problem in that it is not possible to grasp the progress of past construction work regarding soil improvement piles built underground.

また、上記特許文献4に記載の「建設機械の管理システム」では、操作者が見る仮想視点画像については、建設機械や工事現場のカメラ等によって撮像された写真画像を基に生成される。そのため、建設機械の周囲の様子を表す写真画像が、管理センター(サーバー)を経由をしてリアルタイムに遠隔操作室の遠隔コントローラに送信されて来る。工事現場では複数の建設機械が稼働しているため、「建設機械と管理センターを結ぶ通信回線」または「管理センターと遠隔コントローラ」を結ぶ通信回線としては、高速・大容量の通信回線が必要となるという問題がある。 Furthermore, in the "construction machine management system" described in Patent Document 4, the virtual viewpoint image viewed by the operator is generated based on a photographic image captured by a camera or the like on the construction machine or the construction site. Therefore, a photographic image representing the surroundings of the construction machine is transmitted in real time to a remote controller in a remote control room via a management center (server). Since multiple construction machines are in operation at a construction site, a high-speed, large-capacity communication line is required to connect the construction machines and the control center or the control center and the remote controller. There is a problem with becoming.

また、操作者が見る仮想視点画像に係る視点位置については、カメラの撮像範囲内に限定される。従って、カメラの撮像範囲外の視点位置、例えば撮像範囲外の高所から建設機械を見たい場合、操作者は仮想視点画像を通して見ることができないという問題がある。 Further, the viewpoint position related to the virtual viewpoint image viewed by the operator is limited to within the imaging range of the camera. Therefore, when an operator wants to view a construction machine from a viewpoint position outside the imaging range of the camera, for example, from a high place outside the imaging range, there is a problem that the operator cannot see through the virtual viewpoint image.

そこで、本発明は上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであり、その目的は地中に造成される柱状改良体について現在から過去・未来に到る工事の進捗状況を遠隔で管理することができ、且つ柱状改良体を造成する施工機について遠隔で運転管理することができるVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムを提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and its purpose is to remotely manage the progress of construction from the present to the past and future for columnar improvement structures built underground. An object of the present invention is to provide a remote construction management system for ground improvement work using VR technology, which can perform remote operation management of a construction machine that creates a columnar improvement body.

上記目的を達成するための本発明に係るVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムは、地中に造成される柱状改良体(9)に係る地盤改良工事の遠隔施工管理システム(100)であって、実際の地盤改良工事現場(300)を模した所定のコンピュータプログラムによって仮想的に再現された仮想地盤改良工事現場(200)を提供するサーバー装置(10)と、前記サーバー装置(10)にネットワーク(50)を介してユーザーがアクセスするためのユーザー端末装置(20)と、前記仮想地盤改良工事現場(200)をユーザーが視聴するためのディスプレイ(30)と、前記仮想地盤改良工事現場(200)でユーザーが仮想的に動作するための操作機(40)と、施工機(1)に係る各種情報および前記柱状改良体(9)に係る各種情報を前記サーバー装置(10)に送信する通信装置(60、70)とを備え、前記柱状改良体(9)は、前記施工機(1)に係る各種情報および前記柱状改良体(9)に係る各種情報に基づいて前記コンピュータプログラムによって前記仮想地盤改良工事現場(200)の一部分として仮想的に再現され、前記ディスプレイ(30)においてVR3次元画像として表示されることを特徴とする。 A remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to the present invention to achieve the above object is a remote construction management system for ground improvement work (100 ), a server device (10) that provides a virtual ground improvement construction site (200) that is virtually reproduced by a predetermined computer program that imitates an actual soil improvement construction site (300); 10) via a network (50), a display (30) for the user to view the virtual ground improvement construction site (200), and a display (30) for the user to view the virtual ground improvement construction site (200); An operating machine (40) for a user to operate virtually at a construction site (200), various information related to the construction machine (1), and various information related to the columnar improved body (9) are transmitted to the server device (10). and a communication device (60, 70) for transmitting data to the computer based on various information related to the construction machine (1) and various information related to the columnar improved body (9). It is characterized in that it is virtually reproduced by a program as a part of the virtual ground improvement construction site (200) and displayed as a VR three-dimensional image on the display (30).

上記構成では、柱状改良体(9)は仮想地盤改良工事現場(200)の一部分として仮想的に再現され、ディスプレイ(30)においてVR3次元画像として表示されることになる。これにより、ユーザーの視界には仮想地盤改良工事現場(200)以外の不要な画像情報(ノイズ)は一切混入されなくなる。その結果、ユーザーは仮想地盤改良工事現場(200)に没入し集中して所望の柱状改良体(9)の施工進捗状況(出来高・出来形)についての確認作業を行うことが可能となる。 In the above configuration, the columnar improvement body (9) is virtually reproduced as a part of the virtual ground improvement work site (200) and displayed as a VR three-dimensional image on the display (30). As a result, unnecessary image information (noise) other than the virtual ground improvement construction site (200) is not mixed into the user's field of view. As a result, the user can immerse himself in the virtual ground improvement construction site (200) and concentrate on checking the construction progress (yield/form) of the desired columnar improvement body (9).

本発明に係るVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムの第2の特徴は、前記ユーザーは、前記仮想地盤改良工事現場(200)において仮想人物(400、410、420)として登場し前記ディスプレイ(30)に表示可能であることである。 A second feature of the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to the present invention is that the user appears as a virtual person (400, 410, 420) at the virtual ground improvement work site (200). It is possible to display it on the display (30).

上記構成では、地盤改良工事の当事者が遠隔に居ながら一同に会し、柱状改良体(9)の施工進捗状況(出来高・出来形)についての確認作業を同時に行うことが可能となる。 With the above configuration, the parties involved in the ground improvement work can meet together even though they are located remotely, and simultaneously perform confirmation work on the construction progress status (yield and finished shape) of the columnar improvement body (9).

本発明に係るVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムの第3の特徴は、前記ユーザーは、前記仮想地盤改良工事現場(200)において他のユーザーと対話可能であり、対話内容は前記仮想地盤改良工事現場(200)にテキスト表示可能であることである。 A third feature of the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to the present invention is that the user can interact with other users at the virtual ground improvement work site (200), and the content of the interaction is Text can be displayed on the virtual ground improvement construction site (200).

上記構成では、地盤改良工事の当事者が遠隔に居ながら一同に会し、柱状改良体(9)の施工進捗状況(出来高・出来形)について互いに同意を取りながら確認作業を行うことが可能となる。 With the above configuration, the parties involved in the ground improvement work can meet together even though they are located remotely, and work to confirm the construction progress status (completed volume and finished shape) of the columnar improvement structure (9) while mutually agreeing on it. .

本発明に係るVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムの第4の特徴は、前記仮想地盤改良工事現場(200)において一の前記ユーザーが掲示したファイルを他の前記ユーザーが閲覧することが可能であることである。 A fourth feature of the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to the present invention is that a file posted by one user at the virtual ground improvement work site (200) is viewed by another user. It is possible.

上記構成では、地盤改良工事の当事者が遠隔に居ながら一同に会し、柱状改良体(9)の施工進捗状況(出来高・出来形)について資料を参照しながら詳細な確認作業を行うことが可能となる。 With the above configuration, the parties involved in the ground improvement work can meet together even though they are located remotely, and perform detailed confirmation work on the construction progress (yield and finished shape) of the columnar improvement structure (9) while referring to materials. becomes.

本発明に係るVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムの第5の特徴は、前記ユーザーは、前記仮想地盤改良工事現場(200)において地中内を仮想的に移動可能であることである。 A fifth feature of the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to the present invention is that the user can virtually move underground at the virtual ground improvement work site (200). It is.

上記構成では、地盤改良工事の当事者が遠隔に居ながら一同に会し、地表面から所定深度に沿って柱状改良体(9)に対する立ち位置を変更しながら柱状改良体(9)の施工進捗状況(出来高・出来形)についての確認作業を行うことが可能となる。 In the above configuration, the parties involved in the ground improvement work meet together while being remotely located, and monitor the construction progress of the columnar improvement body (9) while changing their standing position with respect to the columnar improvement body (9) along a predetermined depth from the ground surface. It becomes possible to perform confirmation work regarding (output/form).

本発明に係るVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムの第6の特徴は、前記柱状改良体(9)は、前記仮想地盤改良工事現場(200)において所定深度当たりの固化剤の区間流量と所定深度当たりの撹拌翼(3b)の区間羽根切り回数に基づいてカラー表示され、前記柱状改良体(9)に係る出来高・出来形管理図(450、450’、451、451’)も併せて表示可能であることである。 A sixth feature of the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to the present invention is that the columnar improvement body (9) is capable of distributing solidifying agent per predetermined depth at the virtual ground improvement work site (200). A volume/form control chart (450, 450', 451, 451') related to the columnar improvement body (9), which is displayed in color based on the section flow rate and the number of section blade cuts of the stirring blade (3b) per predetermined depth. It is also possible to display the information at the same time.

上記構成では、地盤改良工事の当事者が遠隔に居ながら一同に会し、柱状改良体(9)の施工進捗状況(出来高・出来形)についての確認作業が容易となるため、チェック漏れがなくなる。 With the above configuration, the parties involved in the ground improvement work can meet together even though they are located remotely, and it is easy to confirm the construction progress status (yield and finished shape) of the columnar improvement body (9), so that no checks are overlooked.

本発明に係るVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムの第7の特徴は、前記仮想地盤改良工事現場(200)は、工事開始時から現在に到る時間軸に係る時系列シークバー(500)を備え、前記ユーザーが前記時系列シークバー(500)を前記工事開始時へ移動させることにより、過去のある時点における前記仮想工事現場(200)が仮想的に再現されることである。 A seventh feature of the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to the present invention is that the virtual ground improvement work site (200) is a time-series seek bar related to the time axis from the start of construction to the present. (500), and when the user moves the time-series seek bar (500) to the construction start time, the virtual construction site (200) at a certain point in the past is virtually reproduced.

上記構成では、地盤改良工事の当事者が遠隔に居ながら一同に会し、柱状改良体(9)の施工進捗状況(出来高・出来形)について現在だけでなく過去のある時点における確認作業が容易となるため、現在だけでなく過去のある時点におけるチェック漏れがなくなる。 With the above configuration, the parties involved in the ground improvement work can easily meet together even though they are located remotely, and check the construction progress (completion rate and completed form) of the columnar improvement structure (9) not only now but also at a certain point in the past. This eliminates any omissions in checking not only in the present but also at some point in the past.

本発明に係るVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムの第8の特徴は、前記サーバー装置(10)は、ユーザーが指定した特定の前記柱状改良体(9)についての施工開始から施工完了に到る履歴を前記仮想地盤改良工事現場(200)に再現することである。 An eighth feature of the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to the present invention is that the server device (10) is configured to control the construction from the start of construction for the specific columnar improvement body (9) specified by the user. The purpose is to reproduce the history leading up to the completion of construction on the virtual ground improvement construction site (200).

上記構成では、例えば特定の柱状改良体(9)についての事後検査が可能となる。 With the above configuration, for example, post-inspection of a specific columnar improved body (9) is possible.

本発明に係るVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムの第9の特徴は、前記サーバー装置(10)は、前記柱状改良体(9)の過去から現在までの施工実績を基に、ユーザーが指定した未来のある時点迄までに施工完了が見込まれる前記柱状改良体(9)の施工本数を予測可能であることである。 A ninth feature of the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to the present invention is that the server device (10) is configured to perform a system based on the construction results of the columnar improvement body (9) from the past to the present. , it is possible to predict the number of the columnar improvement bodies (9) that are expected to be completed by a certain point in the future specified by the user.

上記構成では、未来のある時点における地盤改良工事の進捗状況について、施工計画に対する遅れ又は進み程度を定量的に把握することができるため、遅れを取り戻す対策を事前に講じることが可能となる。 With the above configuration, it is possible to quantitatively grasp the progress status of the ground improvement work at a certain point in the future, whether it is delayed or ahead of the construction plan, so it is possible to take measures to catch up in advance.

本発明に係るVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムの第10の特徴は、施工計画より遅れる又は進むと予測される前記柱状改良体(9)については、施工が完了すると予測される他の柱状改良体(9)とは異なる色彩を付して前記仮想地盤改良工事現場(200)に再現されることである。 A tenth feature of the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to the present invention is that for the columnar improvement body (9) that is predicted to be delayed or ahead of the construction plan, the construction is predicted to be completed. It is to be reproduced at the virtual ground improvement work site (200) with a color different from that of the other columnar improvement bodies (9).

上記構成では、仮想地盤改良工事(200)において一目で工事の進捗状況を確認することが可能となる。 With the above configuration, it is possible to check the progress of the virtual ground improvement work (200) at a glance.

本発明に係るVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムの第11の特徴は、「前記仮想地盤改良工事現場(200)で仮想的に稼働し」前記施工機(1)に対応する仮想施工機(1v)は、前記操作機(40)によって前記ディスプレイ(30)上で仮想的に操作可能に構成され、前記仮想施工機(1v)に対する前記操作機(40)による操作指令は、前記ユーザー端末装置(20)によって前記施工機(1)に対する制御指令に変換して前記施工機(1)の機械制御装置(80)に送信され、前記制御指令を受信した前記機械制御装置(80)は、前記制御指令に基づいて前記施工機(1)を制御すると共に、前記制御指令を実行した後の前記施工機(1)に係る機械情報および施工情報を前記サーバー装置(10)に送信し、前記機械情報および施工情報を受信した前記サーバー装置(10)は、前記仮想地盤改良工事現場(200)を最新の状態に更新しその更新情報を前記ユーザー端末装置(20)に送信することである。 An eleventh feature of the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to the present invention is that it "operates virtually at the virtual ground improvement work site (200)" and corresponds to the construction machine (1). The virtual construction machine (1v) is configured to be virtually operable on the display (30) by the operating machine (40), and the operating command from the operating machine (40) to the virtual construction machine (1v) is as follows: The user terminal device (20) converts it into a control command for the construction machine (1) and transmits it to the machine control device (80) of the construction machine (1), and the machine control device (80) receives the control command. ) controls the construction machine (1) based on the control command, and transmits machine information and construction information regarding the construction machine (1) after executing the control command to the server device (10). The server device (10) that has received the machine information and construction information updates the virtual ground improvement construction site (200) to the latest state and transmits the updated information to the user terminal device (20). It is.

上記構成では、オペレータが直接操作する対象は仮想施工機(1v)である。一方、実際の施工機(1)は機械制御装置(80)によって操作されることになる。そのため、ネットワーク(50)上でやり取りされるデータは、操作指令、機械情報および施工情報、並びに仮想地盤改良工事現場(200)の更新情報等の情報量の少ないデータである。その結果、ネットワーク(50)として高速・大容量の通信回線は不要となり、低速・小容量の通信回線で済むことになる。 In the above configuration, the object directly operated by the operator is the virtual construction machine (1v). On the other hand, the actual construction machine (1) will be operated by the machine control device (80). Therefore, the data exchanged on the network (50) is data with a small amount of information, such as operation commands, machine information, construction information, and update information on the virtual ground improvement construction site (200). As a result, a high-speed, large-capacity communication line is not necessary for the network (50), and a low-speed, small-capacity communication line is sufficient.

本発明に係るVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムの第12の特徴は、前記ユーザー端末装置(20)は、前記施工機(1)によって造成される柱状改良体(9)についての「番号、座標、杭条件設定(430)及び工程設定(440)」を含むマシンガイダンスデータ又はその更新情報を前記サーバー装置(10)に送信し、前記サーバー装置(10)は前記機械制御装置(80)からの要求に基づいて前記マシンガイダンスデータ又はその更新情報を前記機械制御装置(80)に送信し、前記機械制御装置(80)は前記マシンガイダンスデータ又はその更新情報を所定の記憶部に保存し、前記ユーザー端末装置(20)からの開始指令に基づいて柱状改良体(9)を自動的に造成することである。 A twelfth feature of the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to the present invention is that the user terminal device (20) is configured to control the columnar improvement body (9) created by the construction machine (1). The machine guidance data including the "number, coordinates, pile condition settings (430) and process settings (440)" or its update information is transmitted to the server device (10), and the server device (10) (80) transmits the machine guidance data or its update information to the machine control device (80), and the machine control device (80) stores the machine guidance data or its update information in a predetermined storage section. , and automatically create a columnar improved body (9) based on a start command from the user terminal device (20).

上記構成では、オペレータは機械制御装置(80)に対し、開始指令として柱状改良体(9)の番号を送信することにより、機械制御装置(80)はマシンガイダンスデータを参照してその番号に対応する柱状改良体(9)を自動的に造成することになる。 In the above configuration, the operator sends the number of the improved columnar body (9) to the machine control device (80) as a start command, and the machine control device (80) responds to the number by referring to the machine guidance data. The improved columnar body (9) will be automatically created.

本発明に係るVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムの第13の特徴は、前記実際の地盤改良工事現場(300)は所定の衛星測位システム(GNSS)に対応した平面直角座標系(X’Y’Z’)を有し、前記仮想地盤改良工事現場(200)は前記平面直角座標系(X’Y’Z’)に対応した仮想平面直角座標系(X’Y’Z’_v)を有し、「前記仮想施工機(1v)の前記仮想平面直角座標系(X’Y’Z’_v)における寸法、座標、移動方向および移動量」は、「対応する前記施工機(1)の前記平面直角座標系(X’Y’Z’)における寸法、座標、移動方向および移動量」に等しくなるように構成されていることである。 A thirteenth feature of the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to the present invention is that the actual ground improvement work site (300) is set in a plane orthogonal coordinate system compatible with a predetermined satellite positioning system (GNSS). (X'Y'Z'), and the virtual ground improvement work site (200) has a virtual plane rectangular coordinate system (X'Y'Z') corresponding to the plane rectangular coordinate system (X'Y'Z'). _v), and "dimensions, coordinates, movement direction, and movement amount of the virtual construction machine (1v) in the virtual plane rectangular coordinate system (X'Y'Z'_v)" are "the corresponding construction machine ( 1) dimensions, coordinates, direction of movement, and amount of movement in the planar orthogonal coordinate system (X'Y'Z').

上記構成では、「仮想平面直角座標系(X’Y’Z’_v)における仮想施工機(1v)の動作」と、「衛星測位システムに対応した平面直角座標系(X’Y’Z’)における施工機(1)の動作」は互いに1対1に対応することになる。これにより、オペレータが仮想平面直角座標系(X’Y’Z’_v)上で仮想施工機(1v)を操作することと、オペレータが衛星測位システムに対応した平面直角座標系(X’Y’Z’)上で実際の施工機(1)を操作することは、互いに同値な関係となる。 In the above configuration, "the operation of the virtual construction machine (1v) in the virtual plane rectangular coordinate system (X'Y'Z'_v)" and "the plane rectangular coordinate system (X'Y'Z') corresponding to the satellite positioning system" are explained. The operations of the construction machine (1) in 1 and 2 correspond to each other on a one-to-one basis. This allows the operator to operate the virtual construction machine (1v) on the virtual plane rectangular coordinate system (X'Y'Z'_v), and the operator to operate the virtual construction machine (1v) on the plane rectangular coordinate system (X'Y'Z'_v) corresponding to the satellite positioning system. Operating the actual construction machine (1) on Z') is equivalent to each other.

そのため、仮想平面直角座標系(X’Y’Z’_v)を有する仮想地盤改良工事現場(200)では、オペレータの視点位置(目線の高さ、視線方向、視野)を自由に変更することができるため、仮想施工機(1v)の操作、ひいては実際の施工機(1)の操作が容易となる。 Therefore, in a virtual ground improvement construction site (200) having a virtual plane rectangular coordinate system (X'Y'Z'_v), the operator's viewpoint position (height of the line of sight, direction of line of sight, field of view) can be freely changed. This makes it easier to operate the virtual construction machine (1v) and, by extension, the actual construction machine (1).

本発明に係るVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムの第14の特徴は、前記仮想施工機(1v)は、前記施工機(1)の全ての構成部品についての正投影図法に係る2次元図面データを3次元図面データに変換し、各構成部品についての3次元図面データを所定の3次元設計アプリケーション上で実際の組立工程に従って仮想的に組み立てた、外部構造だけでなく内部構造まで再現された前記施工機(1)の3次元コンピュータグラフィックモデルに相当することである。 A fourteenth feature of the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to the present invention is that the virtual construction machine (1v) uses an orthographic projection method for all the components of the construction machine (1). The 2D drawing data is converted into 3D drawing data, and the 3D drawing data for each component is virtually assembled according to the actual assembly process on a predetermined 3D design application, creating not only an external structure but also an internal structure. This corresponds to a three-dimensional computer graphic model of the construction machine (1) that has been reproduced up to the point in time.

上記構成では、仮想地盤改良工事現場(200)に没入したオペレータは、実際の施工機(1)を操作する感覚で仮想施工機(1v)を操作することが可能となる。 With the above configuration, an operator immersed in the virtual ground improvement construction site (200) can operate the virtual construction machine (1v) as if operating the actual construction machine (1).

また、仮想施工機(1v)を「仮想地盤改良工事現場(200)等の仮想空間」に仮想的に展示して、仮想施工機(1v)を使用して「実機の購入を検討している顧客」に対して実機の機能・性能等についての説明、さらには顧客を実機に仮想的に試乗させることが可能となる。 In addition, the virtual construction machine (1v) is displayed virtually in a "virtual space such as a virtual ground improvement construction site (200)", and the virtual construction machine (1v) is used to display "I am considering purchasing a real machine". It becomes possible to explain to customers the functions and performance of the actual machine, and even allow customers to virtually test drive the actual machine.

本発明に係るVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムの第15の特徴は、前記仮想地盤改良工事現場(200)の一部又は全部は、測距・測角装置(11)によって取得された座標の測点群データを、隣り合う一の測点と他の測点を直線で結んで多角形の網目にした多角形メッシュデータによって表されていることである。 A fifteenth feature of the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to the present invention is that a part or all of the virtual ground improvement work site (200) is The point group data of the acquired coordinates is represented by polygonal mesh data, which is a polygonal mesh formed by connecting one adjacent point and another point with straight lines.

上記構成では、仮想施工機(1v)の周囲の状況について、座標が既知の三次元的立体情報を取得することが可能となる。その結果、例えば、地表面の傾斜、凹凸が分かるようになる。 With the above configuration, it is possible to acquire three-dimensional three-dimensional information with known coordinates regarding the surrounding situation of the virtual construction machine (1v). As a result, for example, the slope and unevenness of the ground surface can be seen.

本発明に係るVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムの第16の特徴は、前記仮想地盤改良工事現場(200)は、施工に係る仮想目標位置(PTv)、仮想施工手段(Ctv)又は仮想施工対象物(9v)に対し、図形、記号、ピクトグラム、数値、グラフまたは色彩を重ねて表示させる、或いはハイライトさせることが可能であることである。 A sixteenth feature of the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to the present invention is that the virtual ground improvement work site (200) includes a virtual target position (PTv) related to construction, a virtual construction means (Ctv), ) or the virtual construction object (9v), it is possible to display or highlight figures, symbols, pictograms, numerical values, graphs, or colors in an overlapping manner.

上記構成では、オペレータが仮想施工機(1v)を仮想目標位置(PTv)に仮想的に誘導することが容易になると共に、仮想施工対象物(9v)を仮想的に造成することが容易になる。 With the above configuration, it is easy for the operator to virtually guide the virtual construction machine (1v) to the virtual target position (PTv), and it is also easy to virtually create the virtual construction target (9v). .

本発明に係るVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムの第17の特徴は、前記サーバー装置(10)又は前記ユーザー端末装置(20)は、前記仮想施工機(1v)の移動可能領域を規定する仮想境界線(BLv)を前記仮想地盤改良工事現場(200)に設定し、前記仮想施工機(1v)が前記仮想境界線(BLv)から外れる前記操作機(40)による操作を無効化することができることである。 A seventeenth feature of the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to the present invention is that the server device (10) or the user terminal device (20) can move the virtual construction machine (1v). A virtual boundary line (BLv) defining an area is set at the virtual ground improvement construction site (200), and an operation by the operating device (40) that causes the virtual construction machine (1v) to deviate from the virtual boundary line (BLv) is performed. This means that it can be disabled.

上記構成では、仮想境界線(BLv)によって移動可能領域が目視可能に表示されるため、仮想施工機(1v)を仮想施工目標位置(PTv)に誘導する経路を安心して決めることが可能となる。 In the above configuration, the movable area is visually displayed by the virtual boundary line (BLv), so it is possible to safely determine the route to guide the virtual construction machine (1v) to the virtual construction target position (PTv). .

本発明に係るVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムの第18の特徴は、前記サーバー装置(10)又は前記ユーザー端末装置(20)は、前記施工機(1)に対する操作順、操作間隔および操作量をまとめて一括操作指令として記憶し、必要に応じ前記機械制御装置(80)に送信し、前記機械制御装置(80)は前記一括操作指令を記憶することである。 An eighteenth feature of the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to the present invention is that the server device (10) or the user terminal device (20) performs operations on the construction machine (1) in the following order: The operation interval and the amount of operation are collectively stored as a batch operation command, and transmitted to the machine control device (80) as necessary, and the machine control device (80) stores the batch operation command.

上記構成では、オペレータからの施工開始の指令を機械制御装置(80)が受信する場合、例えば、地盤改良杭(9v)の品質を左右する「攪拌翼(3b)の区間羽根切り回数」ならびに「固化剤の区間流量」等をオペレータが手動で調整することなく、機械制御装置(80)によって施工機(1)が地盤改良杭(9v)を自動的に造成することが可能となる。 In the above configuration, when the machine control device (80) receives a command to start construction from the operator, for example, "the number of interval blade cuttings of the stirring blade (3b)" and " The machine control device (80) enables the construction machine (1) to automatically create the ground improvement pile (9v) without the operator having to manually adjust the section flow rate of the solidifying agent.

本発明に係るVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムの第19の特徴は、前記仮想施工機(1v)は、実際の展示場を模した前記所定のコンピュータプログラムによって仮想的に再現された仮想展示場(700)に仮想的に展示されていることである。 A nineteenth feature of the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to the present invention is that the virtual construction machine (1v) is virtually reproduced by the predetermined computer program that simulates an actual exhibition hall. It is virtually exhibited in the virtual exhibition hall (700).

上記構成では、実機を顧客のもとに搬入することなく、仮想施工機(1v)を使用して「実機の購入を検討している顧客」に対して実機の機能・性能等についての説明、さらには顧客を実機に仮想的に試乗させることが可能となる。 In the above configuration, the virtual construction machine (1v) is used to explain the functions and performance of the actual machine to "customers considering purchasing the actual machine" without delivering the actual machine to the customer. Furthermore, it will be possible for customers to virtually test drive the actual machine.

また、実際の展示会に参加する場合、実機の搬入に伴う作業コスト及びマンパワーを全て削減することができる。また、展示ブースの面積も小さくて済むことになる。これにより、展示会に参加するコストを大幅に削減することができる。 Furthermore, when participating in an actual exhibition, all the work costs and manpower associated with bringing in the actual equipment can be reduced. In addition, the area of the exhibition booth will also be smaller. This can significantly reduce the cost of participating in exhibitions.

本発明に係るVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムによれば、地中に造成される柱状改良体について現在から過去・未来に到る工事の進捗状況を遠隔で管理することが可能となる。また、柱状改良体を造成する施工機について遠隔で運転管理することが可能となる。 According to the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to the present invention, it is possible to remotely manage the progress status of construction from the present to the past and future for columnar improvement construction constructed underground. It becomes possible. Furthermore, it becomes possible to remotely control the operation of the construction machine that creates the columnar improved body.

本発明の一実施形態に係る地盤改良工事の遠隔施工管理システムの構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing the configuration of a remote construction management system for ground improvement work according to an embodiment of the present invention. クラウドサーバーによって仮想的に再現される仮想工事現場に対応した実際の地盤改良工事現場を示す説明図である。It is an explanatory diagram showing an actual ground improvement construction site corresponding to a virtual construction site virtually reproduced by a cloud server. 実地盤改良工事現場の仮想世界に相当するVR地盤改良工事現場の参加機能を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a participation function of a VR ground improvement construction site that corresponds to the virtual world of an actual soil improvement construction site. 実地盤改良工事現場の仮想世界に相当するVR地盤改良工事現場の対話機能を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an interactive function of a VR ground improvement construction site that corresponds to a virtual world of an actual soil improvement construction site. 実地盤改良工事現場の仮想世界に相当するVR地盤改良工事現場のファイル共有機能の一例を示す説明図である。It is an explanatory diagram showing an example of a file sharing function of a VR ground improvement work site corresponding to a virtual world of an actual ground improvement work site. 実地盤改良工事現場の仮想世界に相当するVR地盤改良工事現場の工事現場巡回機能の一例を示す説明図である。It is an explanatory diagram showing an example of a construction site patrol function of a VR ground improvement construction site corresponding to a virtual world of an actual soil improvement construction site. 実地盤改良工事現場の仮想世界に相当するVR地盤改良工事現場の工事進捗確認機能の一例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a construction progress confirmation function of a VR ground improvement construction site, which corresponds to a virtual world of an actual soil improvement construction site. 実地盤改良工事現場の仮想世界に相当するVR地盤改良工事現場の工事履歴確認機能の一例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a construction history confirmation function of a VR ground improvement construction site, which corresponds to a virtual world of an actual soil improvement construction site. 実地盤改良工事現場の仮想世界に相当するVR地盤改良工事現場の工事履歴確認機能の他の例を示す説明図である。An explanatory diagram showing another example of the construction history confirmation function of a VR ground improvement construction site, which corresponds to the virtual world of an actual ground improvement construction site. 実地盤改良工事現場の仮想世界に相当するVR地盤改良工事現場の工事進捗予測確認機能の一例を示す説明図である。It is an explanatory diagram showing an example of a construction progress prediction confirmation function of a VR ground improvement work site corresponding to a virtual world of an actual ground improvement work site. VR地盤改良工事現場におけるアバターの前進移動の一例を示す説明図である。It is an explanatory diagram showing an example of forward movement of an avatar in a VR ground improvement construction site. VR地盤改良工事現場におけるアバターの後退移動の一例を示す説明図である。It is an explanatory diagram showing an example of backward movement of an avatar in a VR ground improvement construction site. VR地盤改良工事現場におけるアバターの左側移動の一例を示す説明図である。It is an explanatory diagram showing an example of leftward movement of an avatar in a VR ground improvement construction site. VR地盤改良工事現場におけるアバターの右側移動の一例を示す説明図である。It is an explanatory diagram showing an example of rightward movement of an avatar in a VR ground improvement construction site. VR地盤改良工事現場におけるアバターの上方移動の一例を示す説明図である。It is an explanatory diagram showing an example of upward movement of an avatar in a VR ground improvement construction site. 本発明の第2実施形態に係る地盤改良工事の遠隔運転管理システムを示す説明図である。It is an explanatory view showing a remote operation management system for ground improvement work according to a second embodiment of the present invention. オペレータがVR地盤改良機を操作して実地盤改良機を実際に移動させるための概略手順を示すフロー図である。It is a flow diagram showing a general procedure for an operator to operate the VR ground improvement machine and actually move the actual ground improvement machine. ネットワークにおけるオペレータ端末装置とクラウドサーバーと施工機制御装置との間のデータのやり取りを示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing data exchange between an operator terminal device, a cloud server, and a construction machine control device in a network. オペレータがVR地盤改良機を操作して実地盤改良機を実際に移動させる場合のネットワークにおけるオペレータ端末装置とクラウドサーバーと施工機制御装置との間のデータのやり取りを示す説明図である。本発明の第2実施形態に係る施工機制御装置の構成を示すブロック図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing data exchange between an operator terminal device, a cloud server, and a construction machine control device in a network when an operator operates a VR ground improvement machine to actually move the actual ground improvement machine. It is a block diagram showing the composition of the construction machine control device concerning a 2nd embodiment of the present invention. GNSS衛星測位システムに対応した平面直角座標系と、実地盤改良機上構築された機械座標系とを示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a plane orthogonal coordinate system compatible with a GNSS satellite positioning system and a mechanical coordinate system constructed on an actual ground improvement aircraft. 本発明の第2実施形態に係る三角形メッシュデータを示す説明図である。It is an explanatory view showing triangular mesh data concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態に係るVR地盤改良機の要部正面を示す説明図である。It is an explanatory view showing the main part front of the VR ground improvement machine concerning a 2nd embodiment of the present invention. オペレータの視点位置を変えた場合のVR地盤改良機を示す説明図である。It is an explanatory diagram showing a VR ground improvement machine when an operator's viewpoint position is changed. VR地盤改良機の仮想部品移動機能を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a virtual parts moving function of the VR ground improvement machine. VR地盤改良機の仮想部品透明化機能を示す説明図である。It is an explanatory view showing a virtual part transparency function of the VR ground improvement machine. VR地盤改良機を使用した地盤改良杭の自動施工を示すフロー図である。It is a flow diagram showing automatic construction of soil improvement piles using a VR soil improvement machine. 自動改良杭の自動施工時におけるネットワークにおけるデータのやり取りを示す説明図である。It is an explanatory diagram showing exchange of data in a network at the time of automatic construction of an automatic improvement pile. VR地盤改良機の仮想キャビン部から見える仮想視界を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a virtual field of view seen from a virtual cabin section of the VR ground improvement machine. 仮想施工目標位置に対するオペレータの視点位置を変えた場合のVR3次元画像を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a VR three-dimensional image when the operator's viewpoint position with respect to the virtual construction target position is changed. VR地盤改良工事現場において仮想的に造成されている仮想地盤改良杭を示す説明図である。It is an explanatory view showing virtual ground improvement piles being created virtually at a VR ground improvement construction site. 本発明の第3実施形態に係るVR地盤改良機展示場を示す説明図である。It is an explanatory view showing a VR ground improvement machine exhibition hall concerning a 3rd embodiment of the present invention. 実地盤改良機の油圧操作盤を示す説明図である。It is an explanatory view showing a hydraulic operation panel of the actual ground improvement machine. マシンガイダンスデータにおける施工目標位置を示す説明図である。It is an explanatory view showing a construction target position in machine guidance data.

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

図1は、本発明の一実施形態に係る地盤改良工事の遠隔施工管理システム100の構成を示すブロック図である。図2は、後述する本発明に係るVR地盤改良工事現場200に対応する実際の実地盤改良工事現場300を表す説明図である。なお、「VR」とは、「Virtual Reality」の略語でありコンピュータのディスプレイ上で仮想的に再現された仮想空間、仮想現実世界または仮想世界等を意味している。また、VR地盤改良工事現場200の詳細については図3~図10を参照しながら後述する。 FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a remote construction management system 100 for ground improvement work according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram showing an actual ground improvement work site 300 corresponding to a VR ground improvement work site 200 according to the present invention, which will be described later. Note that "VR" is an abbreviation for "Virtual Reality" and means a virtual space, virtual reality world, virtual world, etc. that is virtually reproduced on a computer display. Further, details of the VR ground improvement construction site 200 will be described later with reference to FIGS. 3 to 10.

この地盤改良工事の遠隔施工管理システム100は、実地盤改良工事現場300(施工現場)から離れた場所にいる工事の当事者(ユーザー)が、施工現場に行かずとも施工現場に行った場合と遜色のない精度で実地盤改良工事現場300の現在の施工進捗状況ならびに施工開始時から現在に到る過去の施工実績、更には現在から未来のある時点における予測される施工進捗状況について確認することを可能にする施工管理システムである。なお、説明の都合上、本実施形態における工事の当事者(ユーザー)としては、工事委託業者、工事受託業者および工事施工業者の三者としている。 This remote construction management system 100 for ground improvement work is comparable to a case where the parties (users) of the construction who are located at a distance from the actual ground improvement work site 300 (construction site) go to the construction site without actually going to the construction site. It is possible to check the current construction progress of the actual ground improvement construction site 300, the past construction results from the start of construction to the present, and the predicted construction progress from the present to a certain point in the future with unparalleled accuracy. This is a construction management system that makes it possible. For convenience of explanation, the parties (users) to the construction work in this embodiment are assumed to be three parties: the construction contractor, the construction contractor, and the construction contractor.

図1に示されるように、この地盤改良工事の遠隔施工管理システム100の構成は、実地盤改良工事現場300の仮想世界に相当するVR地盤改良工事現場200をユーザーに提供するクラウドサーバー10と、VR地盤改良工事現場200の各種機能を使用するための1又は複数のユーザー端末装置20と、そのVR地盤改良工事現場200を視覚可能に表示するための頭部装着ディスプレイ30と、VR地盤改良工事現場200を操作するための操作機40と、クラウドサーバー10とユーザー端末装置20との間で双方向のデータのやり取りを可能にするネットワーク50と、地盤改良機1の各種情報をクラウドサーバー10に送信する施工機の通信装置60と、固化剤の各種情報をクラウドサーバー10に送信する固化剤の通信装置70と、実地盤改良工事現場300の地上の3次元形状データ(XYZ座標値)を測定しクラウドサーバー10に送信する3Dレーザースキャナー11とを具備して構成されている。以下、各構成について更に説明する。 As shown in FIG. 1, the configuration of the remote construction management system 100 for ground improvement work includes a cloud server 10 that provides the user with a VR ground improvement work site 200 that corresponds to the virtual world of the actual ground improvement work site 300; One or more user terminal devices 20 for using various functions of the VR ground improvement work site 200, a head-mounted display 30 for visually displaying the VR ground improvement work site 200, and a VR ground improvement work site. An operating device 40 for operating the site 200, a network 50 that enables two-way data exchange between the cloud server 10 and the user terminal device 20, and various information on the ground improvement machine 1 to the cloud server 10. The communication device 60 of the construction machine transmits, the communication device 70 of the solidifying agent transmits various information on the solidifying agent to the cloud server 10, and the three-dimensional shape data (XYZ coordinate values) on the ground of the actual ground improvement construction site 300 is measured. and a 3D laser scanner 11 that transmits images to a cloud server 10. Each configuration will be further explained below.

クラウドサーバー10は、VR地盤改良工事現場200(施工管理プログラム)の各種機能を処理するための制御部11と、VR地盤改良工事現場200を仮想的に再現する施工管理プログラム並びに、施工機および固化剤についての各種情報、実工事現場の3次元形状データ、地盤情報(N値、土質)、機械のCADデータ及びユーザー情報(アカウント情報)等を記憶する記憶部12と、ユーザーの指令(要求)を受信すると共に、その指令(要求)を処理した処理済みデータを全ユーザーに送信するための入出力部13とを備えている。 The cloud server 10 includes a control unit 11 for processing various functions of the VR ground improvement construction site 200 (construction management program), a construction management program that virtually reproduces the VR soil improvement construction site 200, construction equipment, and solidification. A storage unit 12 that stores various information about the agent, three-dimensional shape data of the actual construction site, ground information (N value, soil quality), machine CAD data, user information (account information), etc., and user commands (requests). and an input/output unit 13 for receiving the command (request) and transmitting the processed data obtained by processing the command (request) to all users.

なお、ここで言う「各種情報」には、機械情報、施工情報、位置情報等を含むものとする。施工機の「各種情報」については、例えば、地盤改良機1の位置および方向、地盤改良杭9の施工位置(X,Y)および掘削深度(m)、スイベルヘッド1a(図2)の回転速度(回/分)および回転トルク(kN・m)、リーダー1b(図2)の昇降速度(m/分)および給圧力(N)を含むものとする。一方、固化剤の「各種情報」については、例えばセメント比重、セメント添加量(kg/m)、配合比、区間流量(L)、瞬時流量(L/分)、積算流量(L)を含むものとする。 Note that the "various information" referred to here includes machine information, construction information, location information, and the like. Regarding the "various information" of the construction machine, for example, the position and direction of the soil improvement machine 1, the construction position (X, Y) and excavation depth (m) of the soil improvement pile 9, the rotation speed of the swivel head 1a (Fig. 2) (times/min), rotational torque (kN·m), lifting speed (m/min) of the reader 1b (FIG. 2), and supply pressure (N). On the other hand, "various information" on the solidifying agent includes, for example, cement specific gravity, cement addition amount (kg/m 3 ), mixing ratio, section flow rate (L), instantaneous flow rate (L/min), and cumulative flow rate (L). shall be held.

また、ここで言う「機械のCADデータ」には、地盤改良機1、固化剤生成装置4および固化剤用ポンプ5のCADデータを含むものとする。 Furthermore, the "machine CAD data" referred to herein includes CAD data of the soil improving machine 1, the solidifying agent generating device 4, and the solidifying agent pump 5.

制御部11は、VR地盤改良工事現場作成機能を有している。即ち、制御部11はユーザーから「記憶部12に保存されている施工管理プログラムを起動せよ」という指令(要求)があった場合、記憶部12に保存されている地盤改良機1の各種情報、固化剤の各種情報、実地盤改良工事現場300の3次元形状データ、地盤情報に基づいて、実地盤改良工事現場300の仮想世界に相当するVR地盤改良工事現場200を仮想的に再現する。再現されたVR地盤改良工事現場200は、クラウドサーバー10から各ユーザーのユーザー端末装置20に送信され、ユーザー端末装置20においてVR3次元画像に加工される。そして、各ユーザーは頭部装着ディスプレイ30によって加工されたVR地盤改良工事現場200のVR3次元画像を視聴することになる。なお、ここで言う「VR3次元画像」とは、所望の仮想世界の画像(VR地盤改良工事現場200)のみがユーザーの視界全体に映し出された奥行き感のあるその画像についての立体画像(3D画像)を意味している。 The control unit 11 has a function of creating a VR ground improvement work site. That is, when the control unit 11 receives a command (request) from the user to “start the construction management program stored in the storage unit 12”, the control unit 11 executes various information about the ground improvement machine 1 stored in the storage unit 12, Based on various information on the solidifying agent, three-dimensional shape data of the actual ground improvement construction site 300, and ground information, a VR ground improvement construction site 200 corresponding to the virtual world of the actual soil improvement construction site 300 is virtually reproduced. The reproduced VR ground improvement construction site 200 is transmitted from the cloud server 10 to the user terminal device 20 of each user, and processed into a VR three-dimensional image at the user terminal device 20. Each user then views the processed VR three-dimensional image of the VR ground improvement construction site 200 using the head-mounted display 30. Note that the "VR three-dimensional image" referred to here is a three-dimensional image (3D image) of a desired virtual world image (VR ground improvement construction site 200) that has a sense of depth and is projected over the entire user's field of vision. ) means.

また、その他の制御部11の機能としては、例えば、「参加機能」、「対話機能」、「ファイル共有機能」、「工事現場巡回機能」、「工事進捗確認機能」、「工事履歴確認機能」、「工事進捗予測確認機能」等が挙げられる。これらの機能については図3~図9を参照しながら後述する。次に、ユーザー端末装置20について説明する。 Other functions of the control unit 11 include, for example, "participation function," "dialogue function," "file sharing function," "construction site patrol function," "construction progress confirmation function," and "construction history confirmation function." , "Construction progress prediction confirmation function", etc. These functions will be described later with reference to FIGS. 3 to 9. Next, the user terminal device 20 will be explained.

ユーザー端末装置20は、クラウドサーバー10によって提供されるVR地盤改良工事現場200をダウンロードしてVR3次元画像に加工する。加工されたVR地盤改良工事現場200のVR3次元画像は、ユーザー端末装置20から頭部装着ディスプレイ30に送信される。 The user terminal device 20 downloads the VR ground improvement construction site 200 provided by the cloud server 10 and processes it into a VR three-dimensional image. The processed VR three-dimensional image of the ground improvement construction site 200 is transmitted from the user terminal device 20 to the head-mounted display 30.

ユーザー端末装置20は、入出力部21と、データ処理部22と、記憶部23と、表示部24とを有し、デスクトップ型、ノート型、又はタブレット型のコンピュータ、或いはスマートフォン等の携帯端末装置によって構成することができる。ユーザー端末装置20はネットワーク50に接続し、クラウドサーバー10、他のユーザー端末装置20、頭部装着ディスプレイ30及び操作機40との間で双方向の通信することができる双方向通信機能を有している。 The user terminal device 20 has an input/output section 21, a data processing section 22, a storage section 23, and a display section 24, and is a desktop, notebook, or tablet computer, or a mobile terminal device such as a smartphone. It can be configured by The user terminal device 20 is connected to the network 50 and has a two-way communication function that allows bidirectional communication with the cloud server 10, other user terminal devices 20, head-mounted display 30, and controller 40. ing.

頭部装着ディスプレイ30は、VR地盤改良工事現場200のVR3次元画像をユーザーが視覚可能に表示する。頭部装着ディスプレイ30は、入出力部31と、データ処理部32と、表示部33と、マイク-ヘッドフォン34とを有し、メガネ型又はゴーグル型の非透過型のディスプレイによって構成することができる。従って、一のユーザーは、VR地盤改良工事現場200を視聴しながらマイク-ヘッドフォン34によって他のユーザーと対話することができる。 The head-mounted display 30 displays a VR three-dimensional image of the VR ground improvement construction site 200 so that the user can see it. The head-mounted display 30 has an input/output section 31, a data processing section 32, a display section 33, and a microphone/headphone 34, and can be configured with a glasses-type or goggle-type non-transparent display. . Therefore, one user can interact with other users using the microphone-headphones 34 while viewing the VR ground improvement construction site 200.

操作機40は、入出力部41と、データ処理部42と、動作検出部43と、十字パッド又はスティック等の操作部44とを有し、動作検出部34によりユーザーの動作(操作部44)を検出し、そのユーザーの動作に係るデータをユーザー端末装置20に送信する。ユーザーの動作に係るデータを受信したユーザー端末装置20は、クラウドサーバー10に送信する。ユーザーの動作に係るデータを受信したクラウドサーバー10は、VR地盤改良工事現場200内の対応するアバターに反映し、アバターが更新されたVR地盤改良工事現場200はクラウドサーバー10によって各ユーザーのユーザー端末装置20にそれぞれ送信されることになる。また、操作機40として、ゲーム機に使用されている既存のコントローラを使用することも可能である。 The operating device 40 has an input/output section 41, a data processing section 42, a motion detection section 43, and an operation section 44 such as a cross pad or a stick, and the operation detection section 34 detects the user's motion (operation section 44). is detected, and data related to the user's actions is transmitted to the user terminal device 20. The user terminal device 20 that has received the data related to the user's actions transmits it to the cloud server 10. The cloud server 10 that has received the data related to the user's actions reflects it on the corresponding avatar in the VR ground improvement construction site 200, and the VR ground improvement construction site 200 where the avatar has been updated is transmitted to each user's user terminal by the cloud server 10. The information will be transmitted to the device 20, respectively. Further, as the operating device 40, it is also possible to use an existing controller used in a game machine.

ネットワーク50は、例えば携帯電話会社が提供する無線通信網、或いはその無線通信網とインターネット等の有線通信網との組合せ、或いはWi-Fi(登録商標)やBluetooth(登録商標)等の近距離無線通信とインターネット等の有線通信網との組合せ、或いは無線通信網、有線通信網および近距離無線通信の組合せによって構成することができる。 The network 50 is, for example, a wireless communication network provided by a mobile phone company, a combination of the wireless communication network and a wired communication network such as the Internet, or a short-range wireless communication network such as Wi-Fi (registered trademark) or Bluetooth (registered trademark). It can be configured by a combination of communication and a wired communication network such as the Internet, or a combination of a wireless communication network, a wired communication network, and short-range wireless communication.

施工機の通信装置60は、Wi-Fi(登録商標)又はBluetooth(登録商標)等の近距離無線通信機能を有すると共に、携帯電話事業者の無線通信網に接続することができる移動体通信機能も有している。従って、施工機の各種情報(機械情報、施工情報、位置情報)については、施工機の通信装置60から直接的に又は間接的にネットワーク50を介してクラウドサーバー10に送信されるようになっている。クラウドサーバー10が受信した施工機の各種情報については、記憶部12に保存され、VR地盤改良工事現場200を再現する際に使用されるようになっている。 The communication device 60 of the construction machine has a short-range wireless communication function such as Wi-Fi (registered trademark) or Bluetooth (registered trademark), and also has a mobile communication function that can connect to a wireless communication network of a mobile phone carrier. It also has Therefore, various information about the construction machine (machine information, construction information, location information) is transmitted directly or indirectly from the communication device 60 of the construction machine to the cloud server 10 via the network 50. There is. The various information regarding the construction equipment received by the cloud server 10 is stored in the storage unit 12 and used when reproducing the VR ground improvement construction site 200.

固化剤の通信装置70は、Wi-Fi(登録商標)又はBluetooth(登録商標)等の近距離無線通信機能を有すると共に、携帯電話事業者の無線通信網に接続することができる移動体通信機能も有している。従って、固化剤の各種情報については、固化剤の通信装置70から直接的に又は間接的にネットワーク50を介してクラウドサーバー10に送信されるようになっている。クラウドサーバー10が受信した固化剤の各種情報については、記憶部12に保存され、VR地盤改良工事現場200を再現する際に使用されるようになっている。 The solidifying agent communication device 70 has a short-range wireless communication function such as Wi-Fi (registered trademark) or Bluetooth (registered trademark), and also has a mobile communication function capable of connecting to a wireless communication network of a mobile phone carrier. It also has Therefore, various types of information about the solidifying agent are transmitted directly or indirectly from the solidifying agent communication device 70 to the cloud server 10 via the network 50. Various types of information on the solidifying agent received by the cloud server 10 are stored in the storage unit 12 and used when reproducing the VR ground improvement construction site 200.

3Dレーザースキャナー11は、光波による測距機能とエンコーダによる測角機能を併せ持つノンプリズム式の光学式計測器で、例えば1秒間に最大30000点の被測定対象物についての座標(測点)を取得することができるスキャン機能を有している。3Dレーザースキャナー11によって取得された点群データについては、3Dレーザースキャナー11から直接的に又は間接的にネットワーク50を介してクラウドサーバー10に送信されるようになっている。クラウドサーバー10が受信した点群データは、「実地盤改良工事現場300の3次元形状データ」として記憶部12に保存され、VR地盤改良工事現場200を再現する際に使用されるようになっている。 The 3D laser scanner 11 is a non-prism optical measuring instrument that has both a distance measurement function using light waves and an angle measurement function using an encoder, and can acquire the coordinates (measurement points) of a target object at a maximum of 30,000 points per second, for example. It has a scanning function that allows you to Point cloud data acquired by the 3D laser scanner 11 is transmitted directly or indirectly from the 3D laser scanner 11 to the cloud server 10 via the network 50. The point cloud data received by the cloud server 10 is stored in the storage unit 12 as "three-dimensional shape data of the actual ground improvement work site 300" and is used when reproducing the VR ground improvement work site 200. There is.

図2は、VR地盤改良工事現場200に対応する実地盤改良工事現場300を示す説明図である。この実地盤改良工事現場300は、軟弱地盤における「支持力強化」、「沈下低減」、「液状化防止」又は「既設構造物の耐震補強」を目的とした、機械撹拌工法(スラリー式機械撹拌工法)によって地中に地盤改良杭9を多数造成する地盤改良工事現場である。 FIG. 2 is an explanatory diagram showing an actual ground improvement work site 300 corresponding to the VR ground improvement work site 200. This actual ground improvement construction site 300 is a mechanical stirring method (slurry type mechanical This is a ground improvement construction site where a large number of ground improvement piles 9 are created underground using the construction method.

「機械撹拌工法」とは、地盤改良機1のスイベルヘッド1aを回転させ且つリーダー1bでケーシングロッド2を鉛直下方に給進させながら、ケーシングロッド2の先端に取り付けられた撹拌装置3によって地盤を掘削してセメント系の固化剤を土砂に注入し撹拌混合することにより、円柱状の地盤改良杭9を造成する地盤改良工法である。なお、撹拌装置3は地盤を掘削する掘削翼3aと、固化剤と土砂を撹拌する撹拌翼3bと、土砂が撹拌翼3bと一緒に回転することを防止する供回り防止翼3cとから構成されている。撹拌装置3の先端付近には固化剤が噴射する噴射口(図示せず)が設けられている。 The "mechanical stirring method" refers to rotating the swivel head 1a of the soil improvement machine 1 and feeding the casing rod 2 vertically downward with the leader 1b, while stirring the ground using the stirring device 3 attached to the tip of the casing rod 2. This is a ground improvement method in which cylindrical ground improvement piles 9 are created by excavating, injecting cement-based solidifying agent into earth and sand, and stirring and mixing. The stirring device 3 is composed of a digging blade 3a that excavates the ground, a stirring blade 3b that stirs the solidifying agent and soil, and a co-rotation prevention blade 3c that prevents the earth and sand from rotating together with the stirring blade 3b. ing. An injection port (not shown) through which a solidifying agent is injected is provided near the tip of the stirring device 3.

地盤改良機1は、ケーシングロッド2を把持して回転させるスイベルヘッド1aと、スイベルヘッド1aを支持しながら所定の給進力で昇降させるリーダー1bとを備える。ケーシングロッド2の上端にはロッドの回転をホース6に伝達することなくホース6を接続するためのウォータースイベル機構が設けられている。 The soil improvement machine 1 includes a swivel head 1a that grips and rotates a casing rod 2, and a leader 1b that supports the swivel head 1a and moves it up and down with a predetermined feeding force. A water swivel mechanism is provided at the upper end of the casing rod 2 to connect the hose 6 without transmitting the rotation of the rod to the hose 6.

地盤改良機1は、GNSS衛星による測位システムを利用した杭芯位置誘導システムを備えている。この杭芯位置誘導システムでは、杭芯の現在位置と施工目標位置までのX軸方向のズレ量(±ΔX)およびY軸方向のズレ量(±ΔY)がモニタ画面(図示)に表示され、オペレータはそのモニタ画面を見ながら杭芯位置を施工目標位置に誘導することになる。施工目標位置が表示されたマシンガイダンスデータについては、ネットワーク50を経由して、例えばクラウドサーバー10からモニタ画面(図示せず)へ送信されて来る。 The ground improvement machine 1 is equipped with a pile core position guidance system using a positioning system using GNSS satellites. In this pile core position guidance system, the amount of deviation in the X-axis direction (±ΔX) and the amount of deviation in the Y-axis direction (±ΔY) between the current position of the pile core and the target construction position are displayed on the monitor screen (shown in the figure). The operator guides the pile core position to the construction target position while watching the monitor screen. Machine guidance data displaying the construction target position is transmitted from, for example, the cloud server 10 to a monitor screen (not shown) via the network 50.

従って、地盤改良杭9の施工位置については、GNSS衛星による測位システムを利用した杭芯位置誘導システムによって精度良く計測されることになる。また、地盤改良杭9の造成長(空堀深度9a、改良長9b)についてはリーダー1bに設けられた深度計(図示せず)によって精度良く計測されることになる。従って、杭芯位置誘導システムによって計測された地盤改良杭9の施工位置、並びに深度計(図示せず)によって計測された地盤改良杭9の深度については、施工機の通信装置60に取り込まれ直接的に又は間接的にネットワーク50を介してクラウドサーバー10に送信されるようになっている。 Therefore, the construction position of the ground improvement pile 9 will be accurately measured by the pile core position guidance system using the positioning system using GNSS satellites. Further, the growth of the soil improvement pile 9 (drill depth 9a, improvement length 9b) is measured with high accuracy by a depth meter (not shown) provided in the leader 1b. Therefore, the construction position of the soil improvement pile 9 measured by the pile core position guidance system and the depth of the soil improvement pile 9 measured by a depth meter (not shown) are directly input to the communication device 60 of the construction machine. The information is transmitted directly or indirectly to the cloud server 10 via the network 50.

セメント系の固化剤は、プラント設備である固化剤生成装置4によって生成され、生成された固化剤は固化剤用ポンプ5によってホース6を介してケーシングロッド2の内部に供給される。ケーシングロッド2の内部に供給された固化剤は撹拌装置3から土砂に噴射・混合され、撹拌翼3bによって撹拌されることになる。ケーシングロッド2の内部に供給された固化剤は流量計7によって計測され、その計測値は固化剤の通信装置70に取り込まれ直接的に又は間接的にネットワーク50を介してクラウドサーバー10に送信されるようになっている。 The cement-based solidifying agent is produced by a solidifying agent generating device 4, which is plant equipment, and the generated solidifying agent is supplied to the inside of the casing rod 2 via a hose 6 by a solidifying agent pump 5. The solidifying agent supplied inside the casing rod 2 is injected and mixed into the earth and sand from the stirring device 3, and is stirred by the stirring blades 3b. The solidifying agent supplied inside the casing rod 2 is measured by the flow meter 7, and the measured value is taken into the solidifying agent communication device 70 and transmitted directly or indirectly to the cloud server 10 via the network 50. It has become so.

地盤改良杭9は、固化剤が混入されなかった空堀深度9aの部分と、固化剤が混入・撹拌された改良長9bの部分と、鉛直方向に直交した断面を表す杭径9cの部分とから構成されている。地盤改良杭9についての施工データとしては、掘削深度(m)、空堀深度9a(m)、改良長9b(m)、杭径9c(mm)、区間深度当たりの固化剤の区間流量(L)、区間深度当たりの撹拌翼3bの羽根切り回数(回)、固化剤の瞬時流量[L/min]、固化剤の積算流量[L]等である。 The soil improvement pile 9 consists of a portion of the trench depth 9a where no solidification agent was mixed, a portion of the improved length 9b where the solidification agent was mixed and stirred, and a portion of the pile diameter 9c representing a cross section perpendicular to the vertical direction. It is configured. The construction data for the ground improvement pile 9 includes excavation depth (m), trench depth 9a (m), improvement length 9b (m), pile diameter 9c (mm), and section flow rate of solidifying agent per section depth (L). , the number (times) of blade cutting of the stirring blade 3b per section depth, the instantaneous flow rate of the solidifying agent [L/min], the cumulative flow rate of the solidifying agent [L], etc.

また、地盤改良機1の施工位置については、GNSS用衛星の測位システムによって取得された位置情報を基に算出されることになる。 Moreover, the construction position of the ground improvement machine 1 will be calculated based on the position information acquired by the positioning system of the GNSS satellite.

このように、地盤改良機1、固化剤生成装置4および固化剤用ポンプ5の稼働状況を示す機械情報、地盤改良杭9の施工状況を示す施工情報、地盤改良機1および地盤改良杭9の各位置情報については、施工機の通信装置60又は固化剤の通信装置70からネットワーク50を経由してクラウドサーバー10に送信され、クラウドサーバー10がVR地盤改良工事現場200を再現する際に使用されるようになっている。以下に、VR地盤改良工事現場200について説明する。 In this way, machine information indicating the operating status of the soil improvement machine 1, solidifying agent generating device 4, and solidifying agent pump 5, construction information indicating the construction status of the soil improving pile 9, and information on the soil improving machine 1 and the soil improving pile 9 are provided. Each position information is transmitted from the construction machine's communication device 60 or the solidifying agent's communication device 70 to the cloud server 10 via the network 50, and is used when the cloud server 10 reproduces the VR ground improvement construction site 200. It has become so. The VR ground improvement construction site 200 will be described below.

図3は、実地盤改良工事現場300の仮想世界に相当するVR地盤改良工事現場200を示す説明図である。なお、説明の都合上、実地盤改良工事現場300の固化剤生成装置4、固化剤用ポンプ5、3Dレーザースキャナー11等については図示を省略されている。以降においても同様とする。 FIG. 3 is an explanatory diagram showing a VR ground improvement work site 200 that corresponds to the virtual world of the actual ground improvement work site 300. For convenience of explanation, the solidifying agent generating device 4, solidifying agent pump 5, 3D laser scanner 11, etc. of the actual ground improvement work site 300 are not shown. The same shall apply thereafter.

このVR地盤改良工事現場200は、地盤改良機1がマシンガイダンスデータ(地盤改良杭9の施工位置・杭条件が記されたデータ)に基づいて地盤改良杭9を造成している仮想地盤改良工事現場を表している。地盤改良機1はCADデータを基に仮想的に再現されている。CADデータは、地盤改良機1を構成する各部品のCADデータを含んでいる。また、図3で示される画像は、ユーザー端末装置20の表示部24に表される画像であり、頭部装着ディスプレイ30の表示部33に表されるVR3次元画像とは異なる。 This VR ground improvement work site 200 is a virtual ground improvement work in which the ground improvement machine 1 is creating ground improvement piles 9 based on machine guidance data (data that describes the construction position and pile conditions of the ground improvement piles 9). It represents the scene. The ground improvement machine 1 is virtually reproduced based on CAD data. The CAD data includes CAD data of each component that constitutes the soil improvement machine 1. Further, the image shown in FIG. 3 is an image displayed on the display unit 24 of the user terminal device 20, and is different from the VR three-dimensional image displayed on the display unit 33 of the head-mounted display 30.

このVR地盤改良工事現場200では、工事当事者(工事委託業者、工事受託業者、工事施工業者)がVR地盤改良工事現場200の参加機能を使用して、アバター(仮想人)としてVR地盤改良工事現場200に表示されている。 At this VR ground improvement work site 200, construction parties (construction contractors, construction contractors, construction contractors) use the participation function of the VR ground improvement work site 200 to act as avatars (virtual people) at the VR ground improvement work site. 200 is displayed.

ここで言う「参加機能」とは、クラウドサーバー10によって認証されたユーザーをアバターを介してVR地盤改良工事現場200に登場(没入)させる機能である。この参加機能を利用するためには、主催者(ホスト)である工事受託業者は、自己のユーザー端末装置20の表示部24に予め作成されている施工管理プログラムのショートカットをタップし、クラウドサーバー10にアクセスするための認証手続き(例えば、ログイン名とパスワードの入力)を行う。これにより、クラウドサーバー10の記憶部12に保存されている施工管理プログラムが起動される。施工管理プログラムは、工事受託業者がアバター(以下「Aアバター」)400として没入した第1VR地盤改良工事現場を再現し、その第1VR地盤改良工事現場を工事受託業者のユーザー端末装置20に送信する。ユーザー端末装置20が受信した第1VR地盤改良工事現場は、工事受託業者の頭部装着ディスプレイ30に送信され、表示部33にVR3次元画像として表示されることになる。 The "participation function" referred to here is a function that allows a user authenticated by the cloud server 10 to appear (immerse) in the VR ground improvement construction site 200 via an avatar. In order to use this participation function, the construction contractor who is the organizer (host) taps the construction management program shortcut created in advance on the display section 24 of his/her own user terminal device 20, and Perform the authentication procedure (for example, entering a login name and password) to access. As a result, the construction management program stored in the storage unit 12 of the cloud server 10 is activated. The construction management program reproduces the first VR ground improvement work site in which the construction contractor is immersed as an avatar (hereinafter referred to as "A avatar") 400, and transmits the first VR ground improvement construction site to the user terminal device 20 of the construction contractor. . The first VR ground improvement construction site received by the user terminal device 20 is transmitted to the construction contractor's head-mounted display 30 and displayed as a VR three-dimensional image on the display unit 33.

同様に、招待者(ゲスト)である工事施工業者についても、自己のユーザー端末装置20の表示部24に予め作成されている施工管理プログラムのショートカットをタップし、クラウドサーバー10にアクセスするための認証手続き(例えば、ログイン名とパスワードの入力)を行う。これにより、施工管理プログラムは、先に再現した第1VR地盤改良工事現場に工事施工業者がアバター(以下「Bアバター」)410として没入した第2VR地盤改良工事現場を再現し、その第2VR地盤改良工事現場を工事受託業者と工事施工業者の各ユーザー端末装置20にそれぞれ送信する。各ユーザー端末装置20が受信した第2VR地盤改良工事現場は、工事受託業者と工事施工業者の各頭部装着ディスプレイ30にそれぞれ送信され、各表示部33にVR3次元画像としてそれぞれ表示されることになる。 Similarly, a construction contractor who is an invitee (guest) taps the shortcut of the construction management program created in advance on the display section 24 of his/her own user terminal device 20 to obtain authentication for accessing the cloud server 10. Perform procedures (for example, enter your login name and password). As a result, the construction management program reproduces the second VR ground improvement work site where the construction contractor is immersed as an avatar (hereinafter referred to as "B avatar") 410 in the first VR ground improvement work site that was previously reproduced, and The construction site information is transmitted to each user terminal device 20 of the construction contractor and the construction contractor. The second VR ground improvement construction site received by each user terminal device 20 is transmitted to each head-mounted display 30 of the construction contractor and construction contractor, and is displayed as a VR three-dimensional image on each display unit 33. Become.

同様に、招待者(ゲスト)である工事委託業者についても、自己のユーザー端末装置20の表示部24に予め作成されている施工管理プログラムのショートカットをタップし、クラウドサーバー10にアクセスするための認証手続き(例えば、ログイン名とパスワードの入力)を行う。これにより、施工管理プログラムは、先に再現した第2VR地盤改良工事現場に工事委託業者がアバター(以下「Cアバター」)420として没入した第3VR地盤改良工事現場を再現し、その第3VR地盤改良工事現場を全ユーザー(工事受託業者、工事施工業者、工事委託業者)の各ユーザー端末装置20にそれぞれ送信する。各ユーザー端末装置20がそれぞれ受信した第3VR地盤改良工事現場は、各ユーザーの各頭部装着ディスプレイ30にそれぞれ送信され、各表示部33にVR3次元画像としてそれぞれ表示されることになる。従って、図3は第3VR地盤改良工事現場に相当する。 Similarly, a construction contractor who is an invitee (guest) taps the shortcut of the construction management program created in advance on the display section 24 of his/her own user terminal device 20 to obtain authentication for accessing the cloud server 10. Perform procedures (for example, enter your login name and password). As a result, the construction management program reproduces the 3rd VR ground improvement work site where the construction contractor immersed himself as an avatar (hereinafter referred to as "C Avatar") 420 in the 2nd VR ground improvement work site that was previously reproduced, and The construction site information is transmitted to each user terminal device 20 of all users (construction contractor, construction contractor, construction contractor). The third VR ground improvement construction site received by each user terminal device 20 is transmitted to each head-mounted display 30 of each user, and is displayed as a VR three-dimensional image on each display unit 33. Therefore, Figure 3 corresponds to the 3rd VR ground improvement construction site.

このように、実地盤改良工事現場300から離れた場所にいる工事受託者、工事施工業者および工事委託業者は、クラウドサーバー10にアクセスすることが認証される(ログインが成功する)と、VR地盤改良工事現場200にAアバター400、Bアバター410、Cアバター420としてそれぞれ表示され、仮想的な同一場所で一同に会することになる。 In this way, when the construction contractor, the construction contractor, and the construction subcontractor who are located away from the actual ground improvement construction site 300 are authenticated to access the cloud server 10 (the login is successful), they can access the VR ground improvement work site 300. They are displayed as A avatar 400, B avatar 410, and C avatar 420 at the improvement construction site 200, and they all meet at the same virtual location.

図4は、VR地盤改良工事現場200の対話機能を示す説明図である。「対話機能」とは、ユーザー同士がアバターを介してVR地盤改良工事現場200内で自由に対話することを可能にする機能である。ユーザーが頭部装着ディスプレイ30のマイク-ヘッドフォン34を介して発信した音声信号については、クラウドサーバー10が他のユーザーのユーザー端末装置20に送信すると共に、音声認識アプリケーションによってテキストデータに変換し、VR地盤改良工事現場200に貼り付け、各ユーザーに送信する。その音声信号を受信した他のユーザーは、頭部装着ディスプレイ30のマイク-ヘッドフォン34を介して聞くことができると共に、テキストが貼り付けられたVR地盤改良工事現場200は、頭部装着ディスプレイ30の表示部33にVR3次元画像として表示され見ることができる。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing the interaction function of the VR ground improvement construction site 200. The "dialogue function" is a function that allows users to freely interact with each other within the VR ground improvement construction site 200 via avatars. The cloud server 10 transmits the audio signal transmitted by the user via the microphone-headphones 34 of the head-mounted display 30 to the user terminal device 20 of another user, and also converts it into text data using a voice recognition application. Paste it on the ground improvement construction site 200 and send it to each user. Other users who received the audio signal can hear it through the microphone-headphones 34 of the head-mounted display 30, and the VR ground improvement construction site 200 with the text pasted can be heard on the head-mounted display 30. It can be displayed and viewed as a VR three-dimensional image on the display unit 33.

このように、Aアバター400、Bアバター410及びCアバター420は、頭部装着ディスプレイ30のマイク-ヘッドフォン34を介して互いに自由に話し・聞くことができると共に、会話の内容は音声認識アプリケーションによってテキストデータに変換され、VR地盤改良工事現場200に添付されることになる。会話の内容が添付されたVR地盤改良工事現場200のVR3次元画像については、各ユーザーの各頭部装着ディスプレイ30の各表示部33において見ることができる。また、対話の内容は、議事録としてクラウドサーバー10の記憶部12のユーザー情報に保存されることになる。以下に、VR地盤改良工事現場200のファイル共有機能の一例について説明する。 In this way, the A avatar 400, the B avatar 410, and the C avatar 420 can speak and listen to each other freely through the microphone-headphones 34 of the head-mounted display 30, and the content of the conversation is converted into text by the voice recognition application. It will be converted into data and attached to the VR ground improvement construction site 200. The VR three-dimensional image of the VR ground improvement construction site 200 to which the content of the conversation is attached can be viewed on each display section 33 of each head-mounted display 30 of each user. Further, the contents of the dialogue will be stored as minutes in the user information of the storage unit 12 of the cloud server 10. An example of the file sharing function of the VR ground improvement construction site 200 will be described below.

図5は、VR地盤改良工事現場200のファイル共有機能の一例を示す説明図である。「ファイル共有機能」とは、VR地盤改良工事現場200内で一のユーザーが掲示した書類(ファイル)を他のユーザーが閲覧することを可能にする機能である。クラウドサーバー10は、一のユーザーが選択したファイルをVR地盤改良工事現場200に貼り付け、そのファイルが貼り付けられたVR地盤改良工事現場200を全ユーザーに送信する。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the file sharing function of the VR ground improvement construction site 200. The "file sharing function" is a function that allows other users to view documents (files) posted by one user within the VR ground improvement construction site 200. The cloud server 10 pastes a file selected by one user on the VR ground improvement construction site 200, and transmits the VR soil improvement construction site 200 to which the file is pasted to all users.

従って、各ユーザーは自己のユーザー端末装置20の記憶部23に保存されているファイルについて、VR地盤改良工事現場200のファイル共有機能を利用することによって、VR地盤改良工事現場200に掲示することができる。ファイルの選択方法については、例えばVR地盤改良工事現場200でプルダウンメニューを開き、その中の「ファイルを共有する」を選択し、添付したいファイルを選択することにより行われる。ファイルが添付されたVR地盤改良工事現場200のVR3次元画像については、各ユーザー端末装置20を介して各ユーザーの各頭部装着ディスプレイ30にそれぞれ送信され、各ユーザーは各表示部33においてそれを閲覧することができる。 Therefore, each user can post files stored in the memory unit 23 of their own user terminal device 20 on the VR ground improvement work site 200 by using the file sharing function of the VR ground improvement work site 200. A file can be selected, for example, by opening a pull-down menu on the VR ground improvement work site 200, selecting "Share file" from the menu, and selecting the file to be attached. The VR three-dimensional image of the VR ground improvement work site 200 with the file attached is transmitted to each user's head-mounted display 30 via each user terminal device 20, and each user can view it on each display unit 33.

図5では、工事受託業者であるAアバター400が、VR地盤改良工事現場200に添付したいファイルとして杭条件設定430と工程設定440の2つのファイルを選択し、VR地盤改良工事現場200に掲示している。 In FIG. 5, A avatar 400, which is a construction contractor, selects two files, pile condition settings 430 and process settings 440, as files to be attached to the VR ground improvement work site 200, and posts them on the VR ground improvement work site 200. ing.

このように、ファイル共有機能を使用することによって、一のユーザーは遠隔に居ながら他のユーザーに対し、地盤改良工事の詳細について説明することができる。因みに、杭条件設定430は、地盤改良杭9の改良長9b(図2)(m)、空堀深度9a(図2)(m)、杭径(mm)、使用されるセメントの比重、1m当たりのセメント添加量(kg/m)、水とセメントの混合比、ケーシングロッド2が1m貫入する毎の羽根切り回数(回/m)、撹拌翼3b(図2)の羽根枚数(枚)、管理トルク(kN・m)、着底トルク判定(m)、吐出切替距離(m)、区間深度(m)、区間流量(L)、区間羽根切り回数(回)等を示している。 In this way, by using the file sharing function, one user can explain the details of the ground improvement work to other users while being remotely located. Incidentally, the pile condition settings 430 include the improved length 9b (Fig. 2) (m) of the ground improvement pile 9, the trench depth 9a (Fig. 2) (m), the pile diameter (mm), the specific gravity of the cement used, 1 m3 Amount of cement added per unit (kg/m 3 ), mixing ratio of water and cement, number of blade cuttings per 1 m penetration of casing rod 2 (times/m), number of blades of stirring blade 3b (Figure 2) (number of blades) , management torque (kN·m), bottoming torque determination (m), discharge switching distance (m), section depth (m), section flow rate (L), section blade cutting number (times), etc.

一方、工程設定440は、撹拌装置3の注入下降・停滞・着底部練返し上昇・着底部練返し下降・撹拌上昇、固化剤の積算流量(L)、基準吐出量(L/min)、撹拌装置3の基準貫入速度(m/min)、停滞時間(s)、羽根切確保制御、回転方向(正転、逆転)等を示している。以下に、VR地盤改良工事現場200の工事現場巡回機能の一例について説明する。 On the other hand, the process settings 440 include lowering of injection, stagnation, rising of bottoming part kneading, lowering of bottoming part kneading, and rising of stirring of stirring device 3, cumulative flow rate of solidifying agent (L), standard discharge rate (L/min), and stirring. The reference penetration speed (m/min), stagnation time (s), blade cutting securing control, rotation direction (forward rotation, reverse rotation), etc. of the device 3 are shown. An example of the construction site patrol function of the VR ground improvement construction site 200 will be described below.

図6及び図11-図15は、VR地盤改良工事現場200の工事現場巡回機能の一例を示す説明図である。「工事現場巡回機能」とは、ユーザー同士がアバターを介してVR地盤改良工事現場200内を移動する(ウォークスルー)ことを可能にする機能である。クラウドサーバー10はユーザーの移動方向に沿ってVR地盤改良工事現場200を連続的に仮想的に再現し、あたかも実際の実地盤改良工事現場300を巡回しているような感覚をユーザーに与える。 6 and 11 to 15 are explanatory diagrams showing an example of the construction site patrol function of the VR ground improvement construction site 200. The "construction site tour function" is a function that allows users to move around (walk through) the VR ground improvement construction site 200 via avatars. The cloud server 10 continuously virtually reproduces the VR ground improvement work site 200 along the direction of movement of the user, giving the user the feeling of touring an actual ground improvement work site 300.

図6では、Aアバター400、Bアバター410及びCアバター420が地中を移動し、造成中の地盤改良杭9’についての施工状況を確認しているところである。施工状況については、「ファイル共有機能」によってVR地盤改良工事現場200内に掲示することができる。 In FIG. 6, the A avatar 400, the B avatar 410, and the C avatar 420 are moving underground and checking the construction status of the ground improvement pile 9' that is currently being constructed. The construction status can be posted within the VR ground improvement construction site 200 using the "file sharing function."

この「工事現場巡回機能」によって、工事当事者は地盤改良杭9の施工状況について視覚的かつ定量的に確認することができる。また、地中については土質に応じてカラー表示されている。また、地盤改良杭9については固化剤の区間流量(L)及び区間羽根切り回数(回)に応じてカラー表示されている。この地盤改良杭9のカラー表示については、特開2020-84501号公報に記載されている「杭施工データの図表現方法」に基づいて表示されていても良い。 This "construction site patrol function" allows those involved in the construction work to visually and quantitatively confirm the construction status of the ground improvement piles 9. In addition, underground information is displayed in color depending on the soil quality. Furthermore, the ground improvement piles 9 are displayed in color according to the section flow rate (L) of the solidifying agent and the number of section blade cuttings (times). The color display of the soil improvement piles 9 may be displayed based on the "graphical representation method of pile construction data" described in JP-A-2020-84501.

因みに、図11ではAアバター400、Bアバター410及びCアバター420が、地盤改良機1に向かって前進したところである。同様に、図12ではAアバター400、Bアバター410及びCアバター420が、地盤改良機1から後退したところである。 Incidentally, in FIG. 11, the A avatar 400, the B avatar 410, and the C avatar 420 have just moved forward toward the ground improvement machine 1. Similarly, in FIG. 12, the A avatar 400, the B avatar 410, and the C avatar 420 have retreated from the ground improvement machine 1.

同様に、図13ではAアバター400、Bアバター410及びCアバター420が、地盤改良機1から左側に移動したところである。同様に、図14ではAアバター400、Bアバター410及びCアバター420が、地盤改良機1から右側に移動したところである。同様に、図15では、Aアバター400、Bアバター410及びCアバター420が、地盤改良機1から上方に移動したところである。以下に、VR地盤改良工事現場200の工事進捗確認について説明する。 Similarly, in FIG. 13, the A avatar 400, the B avatar 410, and the C avatar 420 have moved to the left side from the ground improvement machine 1. Similarly, in FIG. 14, the A avatar 400, the B avatar 410, and the C avatar 420 have just moved from the ground improvement machine 1 to the right side. Similarly, in FIG. 15, the A avatar 400, the B avatar 410, and the C avatar 420 have just moved upward from the ground improvement machine 1. Confirmation of construction progress at the VR ground improvement construction site 200 will be described below.

図7は、VR地盤改良工事現場200の工事進捗確認機能の一例を示す説明図である。「工事進捗確認機能」とは、ユーザー同士がアバターを介してVR地盤改良工事現場200内で地盤改良工事の出来形/出来高(現在の工事の進捗状況)をチェックすることを可能にする機能である。工事の進捗状況については、「ファイル共有機能」によって、工事出来高管理図450と工事出来形管理図451をVR地盤改良工事現場200内に掲示することにより行うことができる。 FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of the construction progress confirmation function of the VR ground improvement construction site 200. "Construction progress confirmation function" is a function that allows users to check the completed form/output (current construction progress status) of soil improvement work within the VR ground improvement construction site 200 via avatars. be. The progress status of the construction work can be monitored by posting the construction progress management chart 450 and the construction progress management chart 451 within the VR ground improvement construction site 200 using the "file sharing function."

図7では、Aアバター400、Bアバター410及びCアバター420が、地盤改良工事の現在の進捗状況を確認しているところである。地盤改良工事の現在の進捗状況については、工事出来形管理図450をVR地盤改良工事現場200に表示させることによって、三者間で確認することができる。また、地盤改良杭9に色彩を付することによって、現在の進捗状況について一目で確認することができる。例えば、施工計画より進んでいる地盤改良杭9については黒色で表示されている。また、固化剤の区間流量又は区間羽根切り回数が所定の基準値を満足せずに不合格となった地盤改良杭9については例えば赤色で表示されている。 In FIG. 7, Avatar A 400, Avatar B 410, and Avatar C 420 are checking the current progress of the ground improvement work. The current progress status of the ground improvement work can be confirmed by all three parties by displaying the construction progress management chart 450 on the VR ground improvement work site 200. Furthermore, by coloring the ground improvement piles 9, the current progress status can be confirmed at a glance. For example, soil improvement piles 9 whose construction is ahead of the construction plan are displayed in black. In addition, soil improvement piles 9 that have failed because the section flow rate of the solidifying agent or the number of section blade cuttings do not satisfy a predetermined reference value are displayed in red, for example.

工事出来高管理図450では、施工計画については杭番号に「予」と付記され、施工が完了している杭番号については実線の円で囲まれ且つ「済み」と付記されている。また、施工は完了しているが、固化剤の区間流量又は区間羽根切り回数が所定の基準値を満足せずに不合格となった杭番号については「×」と付記されている。因みに、杭番号:D-8~D-10の3本の地盤改良杭9については、施工計画より進んでいることを示している。すなわち、施工計画では杭番号:D-1からD-7の7本の地盤改良杭9の施工完了が予定されているが、現在の工事進捗状況では杭番号:D-1からD-10の10本の地盤改良杭9の施工完了が見込まれている。また、杭番号:D-6については不合格となっている。一方、工事出来形管理図451は、施工が完了した杭番号:D-1からD-7の地盤改良杭9について実際の寸法等を示している。以下に、VR地盤改良工事現場200の工事履歴確認機能について説明する。 In the construction performance management chart 450, the pile numbers for construction plans are marked with "preliminary", and the pile numbers for which construction has been completed are surrounded by a solid circle and marked with "completed". Further, although the construction has been completed, pile numbers that have failed because the section flow rate of the solidifying agent or the number of section blade cuttings do not satisfy the predetermined standard value are marked with an "x". Incidentally, this shows that the three ground improvement piles 9 with pile numbers D-8 to D-10 are ahead of the construction plan. In other words, in the construction plan, construction of seven soil improvement piles 9 with pile numbers: D-1 to D-7 is scheduled to be completed, but according to the current construction progress, construction of seven soil improvement piles 9 with pile numbers: D-1 to D-10 is scheduled to be completed. Construction of 10 ground improvement piles 9 is expected to be completed. In addition, pile number: D-6 was rejected. On the other hand, the construction progress management chart 451 shows the actual dimensions, etc. of the ground improvement piles 9 whose construction has been completed with pile numbers D-1 to D-7. The construction history confirmation function of the VR ground improvement construction site 200 will be described below.

図8は、VR地盤改良工事現場200の工事履歴確認機能の一例を示す説明図である。「工事履歴確認機能」とは、ユーザーが過去のある時点のVR地盤改良工事現場200における工事の進捗状況を遡ってチェックすることを可能にする機能である。 FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of the construction history confirmation function of the VR ground improvement construction site 200. The "construction history confirmation function" is a function that allows the user to go back and check the progress of construction at the VR ground improvement construction site 200 at a certain point in the past.

過去のどの時点を再現させるかは、ユーザーが時系列シークバー500をVR地盤改良工事現場200に表示させ、時系列シークバー500のドット501をユーザーが確認したい過去の時点まで移動させることによって行われる。過去の時点が確定すると、クラウドサーバー10(施工管理プログラム)は、記憶部12に保存されているその過去の時点における施工機の各種情報、固化剤の各種情報、および実地盤改良工事現場の3次元形状データ等に基づいて、その過去の時点のVR地盤改良工事現場200を仮想的に再現することになる。 The user determines which point in the past to reproduce by displaying the time-series seek bar 500 on the VR ground improvement construction site 200 and moving the dot 501 on the time-series seek bar 500 to the past point the user wishes to confirm. Once the past point in time is determined, the cloud server 10 (construction management program) stores various information on the construction machine, various information on the solidification agent, and 3 information on the actual ground improvement construction site at that past point stored in the storage unit 12. Based on the dimensional shape data, etc., the VR ground improvement construction site 200 at the past point in time will be virtually reproduced.

図8では、杭番号:D-1~D-5の5本の地盤改良杭9の施工が完了した過去の時点におけるVR地盤改良工事現場200まで遡って、工事の進捗状況を確認している。過去の工事出来高管理図450’では、施工計画通りに地盤改良杭9の施工が完了したことを示している。 In Figure 8, the progress of the construction work is confirmed by going back to the VR ground improvement work site 200 at the time when the construction of the five soil improvement piles 9 with pile numbers D-1 to D-5 was completed. . The past construction performance management chart 450' shows that the construction of the ground improvement piles 9 has been completed according to the construction plan.

また、特定の地盤改良杭9の工事の履歴についても確認することができる。例えば、図9に示されるように、ユーザーが杭番号:D-5の地盤改良杭9を選択する場合、クラウドサーバー10(施工管理プログラム)は、記憶部12に保存されているその杭番号:D-5の施工開始時刻から施工完了時刻に到る施工機の各種情報、固化剤の各種情報、および実地盤改良工事現場の3次元形状データ等に基づいて、施工開始時刻から施工完了時刻に到るVR地盤改良工事現場200を連続的に再現することになる。 Moreover, the construction history of a specific ground improvement pile 9 can also be confirmed. For example, as shown in FIG. 9, when the user selects the ground improvement pile 9 with pile number: D-5, the cloud server 10 (construction management program) selects the pile number stored in the storage unit 12: From the construction start time to the construction completion time in D-5, based on various information on the construction machine, various information on the solidification agent, and 3D shape data of the actual ground improvement work site, etc. The VR ground improvement construction site 200 will be continuously reproduced.

図8に戻って、工事カレンダー452を使用することにより、過去の特定の期間(年月日・時刻の範囲、例:2022年8月1日00:00~2022年8月31日24:00)を指定することによって、過去の工事の進捗状況を確認することも可能である。この場合、工事カレンダー452において「開始の年月日・時刻」と「終了の年月日・時刻」をそれぞれ指定・入力することになる。以下に、VR地盤改良工事現場200の工事進捗予測確認機について説明する。 Returning to FIG. 8, by using the construction calendar 452, a specific period in the past (range of year, month, day, and time, e.g., 00:00 on August 1, 2022 to 24:00 on August 31, 2022) ), it is also possible to check the progress of past construction work. In this case, the "start date and time" and the "end date and time" are respectively specified and input in the construction calendar 452. The construction progress prediction confirmation machine for the VR ground improvement construction site 200 will be described below.

図10は、VR地盤改良工事現場200の工事進捗予測確認機能の一例を示す説明図である。「工事進捗予測確認機能」とは、現在の工事の進捗状況を基にユーザーが指定した未来のある時点の工事の進捗状況を予測する機能である。これにより、未来のある時点の工事出来高が施工計画に対し遅れているのか否かを予測することができる。 FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of the construction progress prediction confirmation function of the VR ground improvement construction site 200. The "construction progress prediction confirmation function" is a function that predicts the progress of construction at a certain point in the future specified by the user based on the current progress of construction. This makes it possible to predict whether or not the amount of construction completed at a certain point in the future will be behind the construction plan.

図10では、ユーザーは2022年8月17日18:00における未来の工事の進捗状況を確認している。確認したい日付・時刻の指定は、例えば、ユーザーがプルダウンメニューから工事カレンダー452を開いて日付けを指定すると、時刻入力画面453が別途自動的に表示され、ユーザーは時刻入力画面453で所望の時刻を入力することになる。 In FIG. 10, the user is checking the progress status of future construction at 18:00 on August 17, 2022. To specify the date and time that the user wants to confirm, for example, when the user opens the construction calendar 452 from the pull-down menu and specifies the date, a separate time input screen 453 is automatically displayed, and the user can enter the desired time on the time input screen 453. will be entered.

確認したい日付・時刻の入力が完了すると、施工管理プログラムは、現在の工事の進捗状況を基に2022年8月17日18:00における未来の工事の進捗を計算し、その未来の工事進捗状況をVR地盤改良工事現場200に再現することになる。未来の工事の進捗状況については、例えば地盤改良杭9に付する色彩と、未来の工事出来高管理図454によって表示される。 Once you have completed entering the date and time you want to confirm, the construction management program will calculate the future construction progress at 18:00 on August 17, 2022 based on the current construction progress, and calculate the future construction progress. will be reproduced at the VR ground improvement construction site 200. The progress status of future construction work is displayed, for example, by the colors attached to the ground improvement piles 9 and the future construction progress management chart 454.

未来の工事出来高管理図454では、現在から2022年の8月17日迄の施工計画については杭番号に「予」と付記され、施工計画において施工完了が見込まれる杭番号については実線の円で囲まれている。すなわち、施工計画では杭番号:C-1からC-7の7本の地盤改良杭9の施工完了が予定されているが、VR地盤改良工事現場200の予測では杭番号:C-1からC-5の5本の地盤改良杭9の施工完了が見込まれることを示している。従って、これは、現在の工事ペースで工事が進行する場合、杭番号:C-6とC-7の2本の地盤改良杭9は施工が完了しない可能性があることを意味している。これにより、工事施工業者は、工事の進捗がこれ以上施工計画に対し遅れないような、或いは遅れを取り戻すような対策を事前に講じることが可能となる。 In the future construction performance management chart 454, "pre" is added to the pile number for the construction plan from now until August 17, 2022, and the pile number whose construction is expected to be completed in the construction plan is marked with a solid circle. being surrounded. In other words, in the construction plan, the construction of seven soil improvement piles 9 with pile numbers: C-1 to C-7 is scheduled to be completed, but in the prediction of VR soil improvement work site 200, the construction of seven soil improvement piles 9 with pile numbers: C-1 to C-7 is scheduled to be completed. -5 indicates that construction of the five soil improvement piles 9 is expected to be completed. Therefore, this means that if the construction progresses at the current construction pace, the construction of the two ground improvement piles 9 with pile numbers: C-6 and C-7 may not be completed. This allows the construction contractor to take measures in advance to prevent the progress of the construction work from falling further behind the construction plan or to catch up.

また、杭番号:C-6とC-7の2本の地盤改良杭9が白色で表示されているのは、工事が施工計画より遅れていることを示している。一方、未来の工事の進捗が施工計画より進んでいる場合は、対象の地盤改良杭9が白色以外の色彩(例えば黒色)で表示されることになる。これにより、ユーザーは未来の工事の進捗が施工計画より遅れているか否かを一目で判別することができる。 Furthermore, the fact that the two ground improvement piles 9 with pile numbers C-6 and C-7 are displayed in white indicates that the construction work is behind the construction plan. On the other hand, if the progress of future construction is ahead of the construction plan, the target ground improvement pile 9 will be displayed in a color other than white (for example, black). This allows the user to determine at a glance whether the progress of future construction is behind the construction plan.

以上の通り、本発明の一実施形態に係る「地盤改良工事の遠隔施工管理システム100」について説明してきたが、本発明の実施形態は上記にのみに限定されることはない。すなわち、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲内で種々の修正・変更を追加することは可能である。例えば、「ファイル共有機能」については、テキストファイルだけでなく、画像ファイル(静止画、動画)についてもVR地盤改良工事現場200に掲示することが可能である。これにより、実改良工事現場300や地盤改良機1に360°カメラを設置し、VR仮想地盤改良工事現場200から360°カメラによるリアルタイム画像を見ることが可能になる。 As described above, the "remote construction management system 100 for ground improvement work" according to one embodiment of the present invention has been described, but the embodiment of the present invention is not limited to the above. That is, it is possible to add various modifications and changes without departing from the technical scope of the present invention. For example, regarding the "file sharing function", it is possible to post not only text files but also image files (still images, videos) at the VR ground improvement construction site 200. This makes it possible to install a 360° camera on the actual improvement construction site 300 and the soil improvement machine 1 and view real-time images from the 360° camera from the VR virtual soil improvement construction site 200.

また、地盤改良機1はVR仮想地盤改良工事現場200を走行可能としても良い。この場合、Aアバター400、Bアバター410及びCアバター420と地盤改良機1と間の相対位置関係については常に固定することができるようにしても良い。従って、地盤改良機1が移動する場合、Aアバター400、Bアバター410及びCアバター420も地盤改良機1と間の相対位置関係を保持した状態で供に移動することになる。 Further, the ground improvement machine 1 may be able to travel around the VR virtual ground improvement work site 200. In this case, the relative positional relationship between the A avatar 400, B avatar 410, and C avatar 420 and the ground improvement machine 1 may be always fixed. Therefore, when the soil improvement machine 1 moves, the A avatar 400, the B avatar 410, and the C avatar 420 also move together while maintaining the relative positional relationship with the soil improvement machine 1.

また、本発明に係るVR地盤改良工事現場200は、ロッドを回転させながら固化剤を地中に高圧で噴射しながら柱状の固形改良体を造成する高圧噴射撹拌工法(ジェットグラウト工法)による地盤改良工事現場に対しても同様に適用可能である。 In addition, the VR ground improvement construction site 200 according to the present invention is a ground improvement method using a high-pressure injection stirring method (jet grouting method) that creates columnar solid improvement bodies while rotating a rod and injecting a solidifying agent into the ground at high pressure. It is similarly applicable to construction sites.

(第2実施形態)
図16は、本発明の第2実施形態に係る地盤改良工事の遠隔運転管理システム600を示す説明図である。
既述の地盤改良工事の遠隔施工管理システム100は、地盤改良機1によって地中に造成された、或いはこれから造成される地盤改良杭9についての現在から過去・未来に到る工事の進捗状況(出来形・出来高)を、VR技術を用いてユーザー(工事施工業者、工事受託業者、工事委託業者)がネットワーク50を介してVR地盤改良工事現場200に没入することによって、遠隔地に居ながら、あたかも実地盤改良工事現場300に居るかの如く地盤改良杭9についての現在から過去・未来に到る工事の進捗状況を管理するものである。
(Second embodiment)
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a remote operation management system 600 for ground improvement work according to the second embodiment of the present invention.
The remote construction management system 100 for ground improvement work described above is capable of monitoring the progress status (from the present to the past and future) of the ground improvement piles 9 that have been built underground by the ground improvement machine 1 or will be built in the future. Using VR technology, users (construction contractors, construction contractors, construction subcontractors) can immerse themselves in the VR ground improvement construction site 200 via the network 50, thereby improving the quality of completed work (finished form and completed amount) while being in a remote location. This is to manage the progress status of construction work regarding the soil improvement piles 9 from the present to the past and future as if you were at the actual soil improvement construction site 300.

それに対し、この地盤改良工事の遠隔運転管理システム600は、ユーザー(以下「オペレータ」という)が同様にネットワーク50を介して「VR地盤改良工事現場200で仮想的に稼働している地盤改良機1」をVR地盤改良工事現場200上で仮想的に操作することによって、結果的に「実地盤改良工事現場300で実際に稼働している地盤改良機1」が施工機制御装置80によって施工目標位置PTに誘導されて地盤改良杭9を造成するように構成されている。なお、以降において「実地盤改良工事現場300で実際に稼働している地盤改良機1」を「実地盤改良機1」と言い、「VR地盤改良工事現場200で仮想的に稼働している地盤改良機1」を「VR地盤改良機1v」と言い両者を区別することにする。同様に、以降において「VR地盤改良工事現場200」および「VR地盤改良機1v」の各構成部品については、例えば実地盤改良機1のリーダー1bに相当するものについては「仮想リーダー1bv」と言い、名称には「仮想」を、部品番号には「v」をそれぞれ付記して実物と仮想物を区別することにする。 On the other hand, in this remote operation management system 600 for ground improvement work, a user (hereinafter referred to as an "operator") can also use the network 50 to " ” on the VR ground improvement work site 200, the “soil improvement machine 1 actually operating at the actual ground improvement work site 300” is moved to the target construction position by the construction machine control device 80. It is configured to create ground improvement piles 9 guided by the PT. In addition, hereinafter, the "soil improvement machine 1 actually operating at the actual ground improvement work site 300" will be referred to as the "actual ground improvement machine 1", and the "soil improvement machine 1 actually operating at the VR ground improvement work site 200" will be referred to as "the ground improvement machine 1 actually operating at the VR ground improvement work site 200". In order to distinguish between the two, we will refer to "Improved machine 1" as "VR ground improvement machine 1v". Similarly, hereinafter, regarding each component of "VR ground improvement construction site 200" and "VR ground improvement machine 1v", for example, the component corresponding to the leader 1b of the actual ground improvement machine 1 will be referred to as "virtual leader 1bv". , "virtual" will be added to the name and "v" will be added to the part number to distinguish between the real and virtual products.

VR地盤改良機1vは、オペレータによって操作機40を介して操作される。一方、実地盤改良機1は施工機制御装置80によって操作される。そのため、「VR地盤改良工事現場200上の仮想平面直角座標系X’Y’Z’_vにおけるVR地盤改良機1vの動作」と、「実地盤改良工事現場300上の平面直角座標系X’Y’Z’における実地盤改良機1の動作」は互いに1対1に対応するように構成されている。なお、ここで言う「動作と動作が互いに1対1に対応している」とは、例えば実地盤改良工事現場300の平面直角座標系X’Y’Z’における実地盤改良機1の移動方向(単位方向ベクトルi)と移動量(その単位方向ベクトルiの絶対値のスカラー倍K)と、VR地盤改良工事現場200の仮想平面直角座標系X’Y’Z’_vにおけるVR地盤改良機1vの移動方向(単位方向ベクトルiv)と移動量(その単位方向ベクトルivの絶対値のスカラー倍Kv)とは、それぞれ互いに等しいこと(i=iv且つK=Kv)を意味している。 The VR ground improvement machine 1v is operated by an operator via the operating device 40. On the other hand, the actual ground improvement machine 1 is operated by a construction machine control device 80. Therefore, "the operation of the VR ground improvement machine 1v in the virtual plane rectangular coordinate system X'Y'Z'_v on the VR ground improvement work site 200" and "the plane rectangular coordinate system X'Y The operations of the actual ground improvement machine 1 in 'Z' are configured to correspond to each other on a one-to-one basis. Note that "the operations have a one-to-one correspondence with each other" as used herein means, for example, the movement direction of the soil improvement machine 1 in the plane orthogonal coordinate system X'Y'Z' of the soil improvement construction site 300. (unit direction vector i), the amount of movement (scalar times K of the absolute value of the unit direction vector i), and the VR ground improvement machine 1v in the virtual plane rectangular coordinate system X'Y'Z'_v of the VR ground improvement construction site 200 The moving direction (unit direction vector iv) and the moving amount (scalar times Kv of the absolute value of the unit direction vector iv) mean that they are equal to each other (i=iv and K=Kv).

また、詳細については図22から図25を参照しながら後述するが、VR地盤改良機1vは、実地盤改良機1の全ての構成部品についての2次元CADデータ(例えば、正投影図法の2次元図面データ)を3次元CADデータ(3次元図面データ)に変換し、全ての仮想構成部品を3次元CAD上で実際の組立工程に従って仮想的に組み立てた、外部構造だけでなく内部構造まで再現された実地盤改良機1の3次元コンピュータグラフィック(3次元モデル)に相当するものである。VR地盤改良機1vの部品点数は、実地盤改良機1の部品点数と同じであり、実地盤改良機1と同様に全ての仮想構成部品は取外し/再取付け可能に構成されている。 In addition, although details will be described later with reference to FIGS. 22 to 25, the VR ground improvement machine 1v is capable of producing two-dimensional CAD data (for example, two-dimensional orthographic projection Drawing data) is converted to 3D CAD data (3D drawing data), and all virtual components are virtually assembled on 3D CAD according to the actual assembly process, and not only the external structure but also the internal structure is reproduced. This corresponds to a three-dimensional computer graphic (three-dimensional model) of the actual ground improvement machine 1. The number of parts of the VR ground improvement machine 1v is the same as that of the real ground improvement machine 1, and like the real ground improvement machine 1, all virtual components are configured to be removable/reinstallable.

そのため、VR地盤改良機1vの仮想寸法と実地盤改良機1の実寸法は互いに1対1に対応している。ここで言う「寸法と寸法が互いに1対1に対応している」とは、例えば、「仮想平面直角座標系X’Y’Z’_vにおけるVR地盤改良機1v」の任意の2点間距離は、それに対応する「平面直角座標系X’Y’Z’における実地盤改良機1」の2点間距離に等しいことを意味している。 Therefore, the virtual dimensions of the VR ground improvement machine 1v and the actual dimensions of the actual ground improvement machine 1 correspond to each other on a one-to-one basis. Here, "the dimensions have a one-to-one correspondence" means, for example, the distance between any two points of "VR ground improvement machine 1v in the virtual plane rectangular coordinate system X'Y'Z'_v" means that it is equal to the distance between two points of the corresponding "practical ground improvement machine 1 in the plane rectangular coordinate system X'Y'Z'".

同様に、平面直角座標系X’Y’Z’における施工対象物(例えば地盤改良杭9)に係る位置(例えば施工目標位置PT)の座標と、仮想平面直角座標系X’Y’Z’_vにおける対応する仮想施工対象物(例えば仮想地盤改良杭9v)に係る位置(例えば仮想施工目標位置PTv)の座標は互いに等しくなるように構成されている。 Similarly, the coordinates of the position (for example, construction target position PT) of the construction target (for example, ground improvement pile 9) in the plane orthogonal coordinate system X'Y'Z' and the virtual plane orthogonal coordinate system X'Y'Z'_v The coordinates of the positions (for example, the virtual construction target position PTv) related to the corresponding virtual construction object (for example, the virtual ground improvement pile 9v) are configured to be equal to each other.

このように、「仮想平面直角座標系X’Y’Z’_vにおけるVR地盤改良機1vの位置、寸法、動作」と、「平面直角座標系X’Y’Z’における実地盤改良機1の位置、寸法、動作」は互いに1対1に対応しており、且つ「平面直角座標系X’Y’Z’における施工対象物に係る位置の座標」と、「仮想平面直角座標系X’Y’Z’_vにおける対応する仮想施工対象物に係る位置の座標」は互いに等しくなるように構成されている。なお、「仮想平面直角座標系X’Y’Z’_v」は「VR地盤改良工事現場200」の意味で使われる場合もあり、逆の場合もある。同様に、「衛星測位システムに対応した平面直角座標系X’Y’Z’」は「実地盤改良工事現場300」の意味で使われる場合もあり、逆の場合もある。 In this way, "the position, dimensions, and operation of the VR ground improvement machine 1v in the virtual plane rectangular coordinate system X'Y'Z'_v" and "the actual ground improvement machine 1 in the plane rectangular coordinate system X'Y'Z' ``Position, dimensions, movement'' have a one-to-one correspondence with each other, and ``coordinates of the position of the construction object in the plane rectangular coordinate system X'Y'Z'' and ``virtual plane rectangular coordinate system X'Y'' The coordinates of the positions related to the corresponding virtual construction objects in 'Z'_v' are configured to be equal to each other. Note that "virtual plane rectangular coordinate system X'Y'Z'_v" may be used to mean "VR ground improvement construction site 200," and vice versa. Similarly, "plane rectangular coordinate system X'Y'Z' compatible with satellite positioning system" may be used to mean "practical ground improvement construction site 300", and vice versa.

その結果、オペレータがVR地盤改良機1vを操作してVR地盤改良工事現場200の仮想施工目標値PTvに誘導し仮想地盤改良杭9vを仮想的に造成することにより、実地盤改良工事現場300の施工目標位置PTに施工機制御装置80によって地盤改良杭9が実際に造成されることになる。 As a result, the operator operates the VR ground improvement machine 1v to guide the VR ground improvement work site 200 to the virtual construction target value PTv, and virtually creates virtual ground improvement piles 9v, thereby improving the actual ground improvement work site 300. The ground improvement pile 9 is actually constructed at the construction target position PT by the construction machine control device 80.

図17は、オペレータがVR地盤改良機1vを操作して実地盤改良機1を実際に移動させるための概略手順を示すフロー図である。
先ずステップS1では、オペレータはオペレータ端末装置20を立ち上げ、クラウドサーバー10にログインしてクラウドサーバー10の記憶部12に保存されている運転管理プログラムを起動する。運転管理プログラムが起動すると、オペレータの端末装置20に最新のVR地盤改良工事現場200がクラウドサーバー10より送信される。その結果、頭部装着ディスプレイ30に最新のVR地盤改良工事現場200が表示される。
FIG. 17 is a flowchart showing a general procedure for an operator to operate the VR ground improvement machine 1v to actually move the actual ground improvement machine 1.
First, in step S1, the operator starts up the operator terminal device 20, logs into the cloud server 10, and starts the operation management program stored in the storage unit 12 of the cloud server 10. When the operation management program is started, the latest VR ground improvement construction site 200 is transmitted from the cloud server 10 to the terminal device 20 of the operator. As a result, the latest VR ground improvement construction site 200 is displayed on the head mounted display 30.

次にステップS2では、オペレータは頭部装着ディスプレイ30に表示されているVR地盤改良工事現場200を見ながら、VR地盤改良機1vを操作機40によって操作する。VR地盤改良機1vに対するオペレータの操作動作は、操作機40によって「VR地盤改良機1vに対する操作指令」として電気信号に変換され、オペレータ端末装置20に送信される。なお、本実施形態における操作機40については、実地盤改良機1の動作(前進、後進、旋回、並びにリーダー1bの昇降、起倒・スイング、スイベルヘッド1aの正転・逆転)に対応しているものであれば良く、例えば、実際のコックピットを模擬したレバー、スイッチ又はボタン等で構成された操作盤(図28、図32)、或いはスティック、ボタン又は十字パッドで構成されたもの、或いはキーボードとマウスの組合せ等を使用することが可能である。 Next, in step S2, the operator operates the VR ground improvement machine 1v using the operating device 40 while viewing the VR ground improvement construction site 200 displayed on the head-mounted display 30. The operator's operation motion for the VR ground improvement machine 1v is converted into an electrical signal by the operating device 40 as an “operation command for the VR ground improvement machine 1v”, and is transmitted to the operator terminal device 20. Note that the operating device 40 in this embodiment corresponds to the operations of the actual ground improvement machine 1 (forward movement, backward movement, turning, as well as raising and lowering the leader 1b, raising and swinging, and forward and reverse rotation of the swivel head 1a). For example, a control panel consisting of levers, switches, buttons, etc. that simulates an actual cockpit (Fig. 28, Fig. 32), or a control panel consisting of sticks, buttons, or cross pads, or a keyboard. It is possible to use a combination of

次にステップS3では、「VR地盤改良機1vに対する操作指令」は、オペレータ端末装置20によって「実地盤改良機1に対する操作指令」に変換されネットワーク50を経由して施工機制御装置80に送信される。 Next, in step S3, the "operation command for the VR ground improvement machine 1v" is converted by the operator terminal device 20 into an "operation command for the actual ground improvement machine 1" and transmitted to the construction machine control device 80 via the network 50.

次にステップS4では、オペレータからの「実地盤改良機1に対する操作指令」を受信した施工機制御装置80は、その操作指令に係る動作(目標値)を実地盤改良機1が実行するように各駆動部を制御する。 Next, in step S4, the construction machine control device 80 receives the "operation command for the practical soil improvement machine 1" from the operator, and instructs the practical soil improvement machine 1 to perform the operation (target value) related to the operation command. Controls each drive unit.

次にステップS5では、施工機制御装置80は、「実地盤改良機1に対する操作指令」を実行した後の実地盤改良機1の状態および施工結果を、機械情報および施工情報(位置情報、センサ計測値)としてクラウドサーバー10に送信する。 Next, in step S5, the construction machine control device 80 transmits the state and construction results of the practical soil improvement machine 1 after executing the "operation command to the practical soil improvement machine 1" to machine information and construction information (position information, sensor information, etc.). (measured value) to the cloud server 10.

次にステップS6では、実地盤改良機1に係る機械情報および施工情報を受信したクラウドサーバー10は、これらの情報をVR地盤改良工事現場200に反映し、VR地盤改良工事現場200を最新の状態に更新する。 Next, in step S6, the cloud server 10 that has received the machine information and construction information related to the actual ground improvement machine 1 reflects this information on the VR ground improvement work site 200, and brings the VR ground improvement work site 200 into the latest state. Update to.

次にステップS7では、クラウドサーバー10はVR地盤改良工事現場200の更新情報をオペレータ端末装置20に送信する。 Next, in step S7, the cloud server 10 transmits update information of the VR ground improvement construction site 200 to the operator terminal device 20.

次にステップS8では、クラウドサーバー10からVR地盤改良工事現場200の更新情報を受信したオペレータ端末装置20は、VR地盤改良工事現場200を最新の状態に更新すると共に、頭部装着ディスプレイ30に表示されているVR3次元画像についても最新の状態に更新する。 Next, in step S8, the operator terminal device 20, which has received the update information of the VR ground improvement work site 200 from the cloud server 10, updates the VR ground improvement work site 200 to the latest state and displays it on the head-mounted display 30. The existing VR 3D images will also be updated to the latest state.

オペレータの操作が終了する迄上記ステップS2から上記ステップS8が繰り返される。 The above steps S2 to S8 are repeated until the operator's operation is completed.

図18は、オペレータがVR地盤改良機1vを操作して実地盤改良機1を実際に移動させる場合のネットワーク50におけるオペレータ端末装置20とクラウドサーバー10と施工機制御装置80との間のデータのやり取りを示す説明図である。
オペレータ端末装置20から施工機制御装置80へは、「実地盤改良機1に対する操作指令」が送信される。クラウドサーバー10からオペレータ端末装置20へは、主として「VR地盤改良工事現場200の更新情報」が送信される。一方、施工機制御装置80からクラウドサーバー10へは、主として「機械情報や施工情報」が送信される。このように、ネットワーク50上でやり取りされる情報は、何れも操作指令、機械情報や施工情報、更新情報等の情報量の比較的少ないデータである。
FIG. 18 shows data between the operator terminal device 20, the cloud server 10, and the construction machine control device 80 in the network 50 when the operator operates the VR ground improvement machine 1v to actually move the actual ground improvement machine 1. It is an explanatory diagram showing an exchange.
An “operation command for the actual ground improvement machine 1” is transmitted from the operator terminal device 20 to the construction machine control device 80. From the cloud server 10 to the operator terminal device 20, "update information on the VR ground improvement construction site 200" is mainly transmitted. On the other hand, "machine information and construction information" are mainly transmitted from the construction machine control device 80 to the cloud server 10. In this way, the information exchanged over the network 50 is data with a relatively small amount of information, such as operation commands, machine information, construction information, and update information.

その結果、ネットワーク50に要求される通信回線については、操作指令、機械情報や施工情報、更新情報等の情報量の比較的少ないデータを送受信することができる程度の低速・低容量の通信回線で済むことになる。そのため、本発明に係る地盤改良工事の遠隔運転管理システム600では、実地盤改良機1を含む実地盤改良工事現場300の一部または全部についての写真画像をリアルタイムに送信することができる高速・大容量の通信回線は必要とされなくなる。 As a result, the communication line required for the network 50 is a low-speed, low-capacity communication line that can transmit and receive relatively small amount of data such as operation commands, machine information, construction information, update information, etc. It will be over. Therefore, in the remote operation management system 600 for soil improvement work according to the present invention, a high-speed, Capacitive communication lines are no longer required.

ネットワーク50上でやり取りされる情報量が比較的少ないことにより、オペレータ端末装置20から送信される「実地盤改良機1に対する操作指令」は、施工機制御装置80によって確実に受信される。また、施工機制御装置80から送信される「機械情報・施工情報」はクラウドサーバー10によって確実に受信される。さらに、クラウドサーバー10から送信される「機械情報・施工情報が反映されたVR地盤改良工事現場200の更新情報」は、オペレータ端末装置20によって確実に受信されることになる。その結果、遠隔地に居るオペレータは、VR地盤改良工事現場200において仮想的に稼働しているVR地盤改良機1vを操作することによって、実地盤改良工事現場300で実際に稼働している実地盤改良機1をリアルタイムに遠隔操作することが可能となる。 Since the amount of information exchanged over the network 50 is relatively small, the "operation command for the actual soil improvement machine 1" transmitted from the operator terminal device 20 is reliably received by the construction machine control device 80. Further, the "machine information/construction information" transmitted from the construction machine control device 80 is reliably received by the cloud server 10. Furthermore, the "updated information on the VR ground improvement construction site 200 that reflects machine information and construction information" transmitted from the cloud server 10 will be reliably received by the operator terminal device 20. As a result, by operating the VR ground improvement machine 1v that is virtually operating at the VR ground improvement work site 200, an operator located in a remote location can It becomes possible to remotely control the improved machine 1 in real time.

再び図16に戻って、クラウドサーバー10の制御部11には、「遠隔操縦支援機能」、「遠隔工法支援機能」、「施工対象物表示機能」、「施工結果表示機能」、「危険予知機能」、「移動領域逸脱防止機能」及び「操作手順記憶機能」等の遠隔運転を支援する機能が追加されている。以下、各機能について簡単に説明する。 Returning to FIG. 16 again, the control unit 11 of the cloud server 10 has a "remote operation support function", "remote construction method support function", "construction target display function", "construction result display function", and "danger prediction function". '', ``moving area deviation prevention function'', and ``operation procedure memory function'' have been added to support remote driving. Each function will be briefly explained below.

「遠隔操縦支援機能」とは、VR地盤改良機1vを操作するオペレータが、ケーシングロッド2の現在の杭芯位置P3’を施工目標位置PTに効率良く誘導することを支援する機能である。例えば、現在の仮想杭芯位置P3’vと仮想施工目標位置PTvとの相対位置関係(ΔXMV、ΔYMV)を所望の視点から見ることを可能にすることである。これについては図29を参照しながら後述する。 The "remote control support function" is a function that assists the operator operating the VR ground improvement machine 1v in efficiently guiding the current pile core position P3' of the casing rod 2 to the construction target position PT. For example, it is possible to view the relative positional relationship (ΔX MV , ΔY MV ) between the current virtual pile core position P3'v and the virtual construction target position PTv from a desired viewpoint. This will be described later with reference to FIG. 29.

「遠隔工法支援機能」とは、オペレータが、例えば、機械攪拌工法および高圧噴射撹拌工法(ジェットグラウト工法)を効率よく実施することを支援する機能である。例えば、攪拌翼3bの区間羽根切り回数(回/m)、リーダー1bの昇降速度(m/min)、固化剤の区間流量(L)、固化剤用ポンプ5の基準吐出量(L/min)、固化剤の積算流量(L)等の重要な施工情報(マシンガイダンスデータ)をオペレータに示す機能である。 The "remote construction method support function" is a function that supports an operator in efficiently implementing, for example, a mechanical stirring method and a high-pressure injection stirring method (jet grouting method). For example, the number of section blade cuttings of the stirring blade 3b (times/m), the lifting speed of the leader 1b (m/min), the section flow rate of the solidifying agent (L), the standard discharge amount of the solidifying agent pump 5 (L/min) This function shows the operator important construction information (machine guidance data) such as the cumulative flow rate (L) of the solidifying agent.

「施工対象物表示機能」とは、施工対象における特徴点などの、施工にかかわる重要な判断材料については、図形、記号、ピクトグラム、数値、グラフ、色などを使用しVR地盤改良工事現場200又はVR地盤改良機1vに重ね合わせて表示する機能である。「施工対象物表示機能」の一例を挙げると、仮想施工目標位置PTvを図形、記号等でハイライトすることにより、オペレータに重要な情報であることを示すことである。 "Construction object display function" is a VR ground improvement construction site 200 or This is a function to display it superimposed on the VR ground improvement machine 1v. An example of the "construction target display function" is to highlight the virtual construction target position PTv with a figure, symbol, etc. to indicate to the operator that it is important information.

「施工結果表示機能」とは、VR地盤改良機1vによる施工結果をVR地盤改良工事現場200又はVR地盤改良機1vに重ね合わせて表示する機能である。 The "construction result display function" is a function that displays the construction results by the VR ground improvement machine 1v superimposed on the VR ground improvement work site 200 or the VR ground improvement machine 1v.

「危険予知機能」とは、施工状況の悪化、人などを含む物体への衝突や干渉、その他危険が予知される状況等、注意喚起が必要な状況が発生した場合は、VR地盤改良工事現場200又はVR地盤改良機1vにおいて図形、記号、ピクトグラム、色、音声などによりオペレータに通知する機能である。 "Danger prediction function" is a VR ground improvement construction site when a situation that requires alerting occurs, such as deterioration of construction conditions, collision with or interference with objects including people, or other situations where danger is predicted. This is a function to notify the operator using figures, symbols, pictograms, colors, sounds, etc. in the 200 or VR ground improvement machine 1v.

「移動領域逸脱防止機能」とは、VR地盤改良工事現場200上に移動可能領域を定める事ができ、その領域から外れる操作については、操作を無効にする機能、もしくは、領域内にとどめる操作に改める機能である。 "Moving area deviation prevention function" is a function that allows you to define a movable area on the VR ground improvement construction site 200, and for operations that go outside of that area, it is a function that disables the operation or an operation that stays within the area. This is a function that can be changed.

「操作手順記憶機能」とは、実地盤改良機1の駆動部に関する操作順、操作間隔、操作量(実地盤改良機1に対する操作指令)をまとめて一括記憶する機能であると共に、一括記憶した操作指令を施工機制御装置80に送信する機能である。なお、ここで言う「駆動部」とは、例えばスイベルヘッド1aの回転駆動部1aD、リーダー1bの昇降駆動部1bD、固化剤用ポンプ5のポンプ駆動部5D等を意味している。 The "operation procedure memory function" is a function that collectively stores the operation order, operation interval, and operation amount (operation commands for the practical soil improvement machine 1) regarding the drive unit of the practical soil improvement machine 1, and also This is a function of transmitting an operation command to the construction machine control device 80. Note that the "driving section" here means, for example, the rotational driving section 1aD of the swivel head 1a, the lifting/lowering driving section 1bD of the reader 1b, the pump driving section 5D of the solidifying agent pump 5, and the like.

また、クラウドサーバー10の記憶部12に保存されている実工事現場(施工対象物、例えば実地盤改良工事現場300の地表面)の3次元形状データについては、3Dレーザースキャナー11によって計測された座標測点から成る「点群データ」と、その「点群データ」中の隣り合う一の座標測点と他の座標測点とを直線で結んで三角形の網目にした「三角形メッシュデータ」とによって構成されている。3次元形状データを三角形メッシュデータとすることにより、施工対象物の三次元形状をVR地盤改良工事現場200上で正確に再現することができるようになる。この三角形メッシュデータについては、図21を参照しながら後述することにする。 In addition, regarding the three-dimensional shape data of the actual construction site (the construction target, for example, the ground surface of the actual ground improvement construction site 300) stored in the storage unit 12 of the cloud server 10, the coordinates measured by the 3D laser scanner 11 By using "point cloud data" consisting of measurement points and "triangular mesh data" which is a triangular mesh by connecting one coordinate measurement point and other coordinate measurement points adjacent to each other in the "point cloud data" with straight lines, It is configured. By using triangular mesh data as the three-dimensional shape data, the three-dimensional shape of the object to be constructed can be accurately reproduced on the VR ground improvement construction site 200. This triangular mesh data will be described later with reference to FIG. 21.

施工機制御装置80は、オペレータ端末装置20から送信される「実地盤改良機1に対する操作指令」に従って、実地盤改良機1を自動制御する。具体的には施工機制御装置80は、対応するアクチュエータの駆動部を操作して実地盤改良機1の各動作がその操作指令(操作順、操作間隔、操作量)に等しくなるように自動制御する。以下に、施工機制御装置80について説明する。 The construction machine control device 80 automatically controls the actual soil improvement machine 1 according to the "operation command for the actual soil improvement machine 1" transmitted from the operator terminal device 20. Specifically, the construction machine control device 80 automatically controls each operation of the ground improvement machine 1 to be equal to the operation command (operation order, operation interval, operation amount) by operating the drive section of the corresponding actuator. do. The construction machine control device 80 will be explained below.

図19は、本発明の第2実施形態に係る施工機制御装置80の構成を示すブロック図である。
施工機制御装置80は、オペレータ端末装置20からの「実地盤改良機1に対する操作指令」を受信する入力部81と、実地盤改良機1の走行に関連する動作をその操作指令に等しくなるように制御する走行制御部82と、リーダー1bの起倒角又はスイング角をその操作指令に等しくなるように制御するリーダー傾斜制御部83と、リーダー1bの昇降方向/速度またはスイベルヘッド1aの回転方向/速度をその操作指令に等しくなるようにそれぞれ制御すると共に、固化剤用ポンプ5からの固化剤(セメントミルク)の吐出量をその操作指令に等しくなるように制御する削孔制御部84と、各計測センサによって測定された計測信号(電気信号)を所望の計測値に変換する測定部85と、変換された計測値がその操作指令の所定範囲内に入っているか否かを判定する判定部86と、測定部85で算出された各計測値を「実地盤改良機1の機械情報」と「実地盤改良工事現場300の施工情報」としてクラウドサーバー10に送信する出力部87とを具備して構成されている。以下、各構成について更に説明する。
FIG. 19 is a block diagram showing the configuration of a construction machine control device 80 according to a second embodiment of the present invention.
The construction machine control device 80 has an input section 81 that receives an "operation command for the actual soil improvement machine 1" from the operator terminal device 20, and an input section 81 that receives an "operation command for the practical soil improvement machine 1" from the operator terminal device 20, and controls the operation related to the running of the practical soil improvement machine 1 so that it is equal to the operation command. a travel control section 82 that controls the raising/lowering angle or swing angle of the leader 1b to be equal to the operation command; and a leader inclination control section 83 that controls the raising/lowering direction/speed of the leader 1b or the rotation direction of the swivel head 1a. / A drilling control unit 84 that controls the speed so as to be equal to the operation command, and controls the discharge amount of the solidification agent (cement milk) from the solidification agent pump 5 so that it is equal to the operation command; A measurement unit 85 that converts the measurement signal (electrical signal) measured by each measurement sensor into a desired measurement value, and a determination unit that determines whether the converted measurement value is within a predetermined range of the operation command. 86, and an output unit 87 that transmits each measured value calculated by the measurement unit 85 to the cloud server 10 as “mechanical information of the actual soil improvement machine 1” and “construction information of the actual soil improvement work site 300”. It is composed of Each configuration will be further explained below.

上述した通り、「VR地盤改良工事現場200におけるVR地盤改良機1vの位置、寸法、動作」と、「実地盤改良工事現場300における実地盤改良機1の位置、寸法、動作」は互いに1対1に対応している。そのため、VR地盤改良工事現場200(仮想平面直角座標系X’Y’Z’_v)におけるVR地盤改良機1vの位置情報については、平面直角座標系X’Y’Z’における実地盤改良機1の位置情報から自動的に算出されることになる。 As mentioned above, "the position, dimensions, and operation of the VR ground improvement machine 1v at the VR ground improvement work site 200" and "the position, dimensions, and operation of the actual soil improvement machine 1 at the actual ground improvement work site 300" are one pair each other. It corresponds to 1. Therefore, regarding the position information of the VR ground improvement machine 1v in the VR ground improvement construction site 200 (virtual plane rectangular coordinate system X'Y'Z'_v), the position information of the VR ground improvement machine 1v in the plane rectangular coordinate system X'Y'Z' is It will be automatically calculated from the location information.

特に、ケーシングロッド2の現在の杭芯位置(ベクトルO’P3’)の測定については、下記式1によって算出される「平面直角座標系X’Y’Z’におけるケーシングロッド2の当初の杭芯位置(ベクトルO’P3)」に対し、平面直角座標系X’Y’Z’における当初の杭芯位置(ベクトルO’P3)からのズレ量Δ’(Δx’、Δy’)を加えた下記式2によって正確に算出している。なお、ここで言う「当初」とは、「キャリブレーション時(施工基準姿勢時)」という意味である。また、図20に示されるように、「平面直角座標系X’Y’Z’」はGNSS衛星測位システムに対応したグローバル座標系であり、「機械座標系OXY」は実地盤改良機1の第1アンテナ1cAを原点とする実地盤改良機1上に構築されたローカル座標系である。
(式1)
(式2)
In particular, regarding the measurement of the current pile center position (vector O'P3') of the casing rod 2, the "initial pile center position of the casing rod 2 in the plane rectangular coordinate system position (vector O'P3)'', plus the amount of deviation Δ'(Δx',Δy') from the initial pile core position (vector O'P3) in the plane rectangular coordinate system X'Y'Z'. It is accurately calculated using Equation 2. Note that "initial" here means "at the time of calibration (at the time of construction standard posture)". In addition, as shown in FIG. 20, the "plane rectangular coordinate system X'Y'Z'" is a global coordinate system compatible with the GNSS satellite positioning system, and the "mechanical coordinate system OXY" is the This is a local coordinate system constructed on the actual ground improvement machine 1 with 1 antenna 1cA as the origin.
(Formula 1)
(Formula 2)

また、現在の杭芯位置(ベクトルO’P3’)を施工目標位置(ベクトルO’PT)に誘導する誘導作業は、誘導作業が簡素化される機械座標系OXY上での誘導量ΔM(ΔX、ΔY)に基づいて行われる。機械座標系OXY上での誘導量ΔM(ΔX、ΔY)は、平面直角座標系X’Y’Z’上での現在の杭芯位置(ベクトルO’P3’)に対する施工目標位置(ベクトルO’PT)のベクトルに、「機械座標系OXYを平面直角座標系X’Y’Z’に変換する座標変換T」の逆行列T-1を施した下記式3に示されるベクトル量に等しくなる。
(式3)
In addition, the guidance work to guide the current pile core position (vector O'P3') to the construction target position (vector O'PT) is performed using the guidance amount ΔM (ΔX M , ΔY M ). The guided amount ΔM (ΔX M , ΔY M ) on the machine coordinate system OXY is the construction target position (vector It is equal to the vector quantity shown in the following equation 3, which is obtained by applying the inverse matrix T -1 of the "coordinate transformation T that transforms the mechanical coordinate system OXY to the plane orthogonal coordinate system X'Y'Z'" to the vector of Become.
(Formula 3)

なお、詳細についてここでは省略するが、平面直角座標系X’Y’Z’上での上記ずれ量Δ’(Δx’、Δy’)は、施工機本体1eの左右方向または前後方向の水平面に対する傾斜角度θ1,θ2が発生し、なお且つリーダー1bの左右方向または前後方向の鉛直方向に対する傾斜角度θ3,θ4が発生した場合の「機械座標系OXY上における当初の杭芯位置(ベクトルOP3)」からのずれ量Δ(ΔX、ΔY)に上記座標変換Tを施した下記式4の座標に等しくなる。
(式4)
なお、上記傾斜角度θ1,θ2は、施工機本体1eに取り付けられた本体部傾斜角センサ104(二軸傾斜センサ)によって計測される。また、上記傾斜角度θ3,θ4は、リーダー1bに取り付けられたリーダー傾斜角センサ105(二軸傾斜センサ)によって計測される。さらに、座標変換T中の上記方向角度θ(X’軸から計った方位角)は、「第1アンテナ1cAと第2アンテナ1cBとを結ぶベクトルOP2」と真北との成す角度δ(真方位角)から、機械座標系OXYのY軸と上記ベクトルOP2との成す角度φと、子午線収差角γを差し引くことにより算出される。
(式5)
θ=δ-φ-γ
Although the details are omitted here, the above-mentioned deviation amount Δ'(Δx',Δy') on the plane orthogonal coordinate system "Initial pile center position (vector OP3) on the mechanical coordinate system OXY" when inclination angles θ1 and θ2 occur and inclination angles θ3 and θ4 with respect to the vertical direction in the left-right direction or front-back direction of the leader 1b occur. The deviation amount Δ(ΔX, ΔY) from the above coordinate transformation T is equal to the coordinates of Equation 4 below.
(Formula 4)
The inclination angles θ1 and θ2 are measured by a main body inclination angle sensor 104 (biaxial inclination sensor) attached to the construction machine main body 1e. Further, the above-mentioned inclination angles θ3 and θ4 are measured by a reader inclination angle sensor 105 (biaxial inclination sensor) attached to the reader 1b. Furthermore, the above-mentioned direction angle θ (azimuth angle measured from the X' axis) during coordinate transformation T is the angle δ (true azimuth It is calculated by subtracting the angle φ formed by the Y-axis of the mechanical coordinate system OXY and the vector OP2 and the meridional aberration angle γ from the angle).
(Formula 5)
θ=δ-φ-γ

このように、実地盤改良工事現場300における実地盤改良機1の位置情報については、平面直角座標系X’Y’Z’における第1アンテナ1cAの位置(ベクトルO’P1)と第2アンテナ1cBの位置(ベクトルO’P2)、さらに本体部傾斜角センサ104(二軸傾斜センサ)によって計測される施工機本体1eの左右方向または前後方向の水平面に対する傾斜角度θ1,θ2、リーダー傾斜角センサ105(二軸傾斜センサ)によって計測されるリーダー1bの左右方向または前後方向の鉛直方向に対する傾斜角度θ3,θ4、並びにX’軸から計った実地盤改良機1の方向角度θによって、平面直角座標系X’Y’Z’上(実地盤改良工事現場300)において正確に算出されることになる。 In this way, the position information of the actual soil improvement machine 1 at the actual soil improvement construction site 300 is determined by the position of the first antenna 1cA (vector O'P1) and the second antenna 1cB in the plane orthogonal coordinate system X'Y'Z'. (vector O'P2), the inclination angles θ1 and θ2 of the construction machine main body 1e relative to the horizontal plane in the left-right direction or front-rear direction measured by the main body inclination angle sensor 104 (biaxial inclination sensor), and the leader inclination angle sensor 105 The plane orthogonal coordinate system is determined by the inclination angles θ3 and θ4 of the leader 1b with respect to the vertical direction in the left-right direction or front-back direction measured by the (two-axis inclination sensor), and the directional angle θ of the actual soil improvement machine 1 measured from the X' axis. It will be accurately calculated on X'Y'Z' (actual ground improvement construction site 300).

従って、VR地盤改良工事現場200(仮想平面直角座標系X’Y’Z’_v)におけるVR地盤改良機1vの位置情報は、平面直角座標系X’Y’Z’における実地盤改良機1の位置情報から自動的に正確に算出されることになる。 Therefore, the position information of the VR ground improvement machine 1v in the VR ground improvement work site 200 (virtual plane rectangular coordinate system X'Y'Z'_v) is the position information of the actual ground improvement machine 1 in the plane rectangular coordinate system X'Y'Z'. This will be automatically and accurately calculated from location information.

図21は、本発明の第2実施形態に係る三角形メッシュデータを示す説明図である。
図21(a)に示されるように、点群データは3Dレーザースキャナー11によって取得された無数の座標測点から構成されている。各座標測点は、3Dレーザースキャナー11の計測座標系X”Y”Z”上で計測されたX座標、Y座標、Z座標を有している。計測座標系X”Y”Z”を平面直角座標系X’Y’Z’に変換する座標変換を施すことにより、3Dレーザースキャナー11によって計測された各座標測点は、実地盤改良機1と同じ平面直角座標系X’Y’Z’上で計測されたX座標、Y座標、Z座標を有するようになる。
FIG. 21 is an explanatory diagram showing triangular mesh data according to the second embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 21(a), the point cloud data is composed of countless coordinate measurement points acquired by the 3D laser scanner 11. Each coordinate measuring point has X, Y, and Z coordinates measured on the measurement coordinate system X"Y"Z" of the 3D laser scanner 11. By performing coordinate transformation to the rectangular coordinate system X'Y'Z', each coordinate station measured by the 3D laser scanner 11 is converted to the same planar rectangular coordinate system X'Y'Z' as the actual ground improvement machine 1. It now has the X, Y, and Z coordinates measured above.

上述した通り、「平面直角座標系X’Y’Z’における施工対象物に係る位置の座標」と、「仮想平面直角座標系X’Y’Z’_vにおける対応する仮想施工対象物に係る位置の座標」は互いに等しくなるように構成されている。 As mentioned above, the "coordinates of the position of the construction object in the plane rectangular coordinate system X'Y'Z'" and the "position of the corresponding virtual construction object in the virtual plane rectangular coordinate system X'Y'Z'_v" The coordinates of ' are configured to be equal to each other.

従って、3Dレーザースキャナー11によって計測された平面直角座標系X’Y’Z’上での座標点群は、VR地盤改良工事現場200に構築される仮想平面直角座標系X’Y’Z’_v上で同一座標によって表示されることになる。しかし、隣り合う座標測点と座標測点との間には空白領域が存在するため、座標点群のみによって被測定対象物(例えば、実地盤改良工事現場300の地表面)の三次元形状を認識することはできない場合がある。 Therefore, the coordinate point group on the plane rectangular coordinate system X'Y'Z' measured by the 3D laser scanner 11 is the virtual plane rectangular coordinate system X'Y'Z'_v constructed at the VR ground improvement work site 200. It will be displayed using the same coordinates above. However, since there is a blank area between adjacent coordinate measurement points, the three-dimensional shape of the object to be measured (for example, the ground surface of the actual ground improvement construction site 300) can be determined only by the coordinate point group. It may not be possible to recognize it.

一方、図21(b)に示されるように、三角形メッシュデータは、隣り合う一の座標測点と他の座標測点を直線で結んで網目が三角形である三角形網によって構成されている。被測定対象物が三角形メッシュデータによって構成されているため、空白領域は存在しなくなる。その結果、仮想平面直角座標系X’Y’Z’_vにおいて三角形メッシュデータによって表された被測定対象物の三次元形状は、ユーザーの視覚を通じて認識することが容易となる。 On the other hand, as shown in FIG. 21(b), the triangular mesh data is constituted by a triangular network in which one adjacent coordinate measuring point and another coordinate measuring point are connected by straight lines and the mesh is triangular. Since the object to be measured is composed of triangular mesh data, there are no blank areas. As a result, the three-dimensional shape of the object to be measured represented by the triangular mesh data in the virtual plane rectangular coordinate system X'Y'Z'_v can be easily recognized visually by the user.

また、各三角形の各頂点P1v,P2v,P3vは、仮想平面直角座標系X’Y’Z’_vにおける正確な座標をそれぞれ有している。そのため、各三角形に垂直な法線ベクトルhvが一意的に算出されることになる。この法線ベクトルhvによって、被測定対象物の表面の傾斜状態を把握することが容易となる。 Further, each vertex P1v, P2v, P3v of each triangle has accurate coordinates in the virtual plane rectangular coordinate system X'Y'Z'_v. Therefore, the normal vector hv perpendicular to each triangle is uniquely calculated. This normal vector hv makes it easy to grasp the inclination state of the surface of the object to be measured.

図22は、本発明の第2実施形態に係るVR地盤改良機1vの要部正面を示す説明図である。
上述した通り、VR地盤改良機1vは、実地盤改良機1の全ての構成部品についての2次元CADデータ(例えば、正投影図法の2次元図面データ)を3次元CADデータ(3次元図面データ)に変換し、全ての仮想構成部品を3次元CAD上で実際の組立工程に従って仮想的に組み立てた、外部構造だけでなく内部構造まで再現された実地盤改良機1の3次元コンピュータグラフィック(3次元モデル)に相当するものである。そのため、VR地盤改良機1vでは、実地盤改良機1と同様に全ての仮想構成部品(VR部品)は取外し/再取付け可能に構成されている。
FIG. 22 is an explanatory diagram showing the main part front of the VR ground improvement machine 1v according to the second embodiment of the present invention.
As mentioned above, the VR ground improvement machine 1v converts the 2D CAD data (for example, 2D drawing data using orthographic projection) of all the components of the practical ground improvement machine 1 into 3D CAD data (3D drawing data). 3D computer graphics (3D model). Therefore, in the VR ground improvement machine 1v, like the actual ground improvement machine 1, all virtual components (VR parts) are configured to be removable/reinstallable.

また、図23に示されるように、オペレータはVR地盤改良機1vを操作しながら、VR地盤改良機1vに対するオペレータの視点位置を自由に変えることができることになる。なお、ここで言う「視点位置」とは、目線の高さ、目線の方向および視野の範囲を含むものとする。 Further, as shown in FIG. 23, the operator can freely change the viewpoint position of the operator with respect to the VR ground improvement machine 1v while operating the VR ground improvement machine 1v. Note that the "viewpoint position" herein includes the height of the line of sight, the direction of the line of sight, and the range of the visual field.

上述した通り、「VR地盤改良工事現場200におけるVR地盤改良機1vの位置、寸法、動作」と、「実地盤改良工事現場300における実地盤改良機1の位置、寸法、動作」は互いに1対1に対応している。従って、オペレータは視点位置を自由に変えながらVR地盤改良機1vを操作することにより、結果的に実地盤改良機1に対しても視点位置を自由に変えながら操作することが可能となる。以下に、VR地盤改良機1vの仮想部品移動機能について簡単に説明する。 As mentioned above, "the position, dimensions, and operation of the VR ground improvement machine 1v at the VR ground improvement work site 200" and "the position, dimensions, and operation of the actual soil improvement machine 1 at the actual ground improvement work site 300" are one pair each other. It corresponds to 1. Therefore, by operating the VR ground improvement machine 1v while freely changing the viewpoint position, the operator can consequently operate the actual ground improvement machine 1 while freely changing the viewpoint position. The virtual parts moving function of the VR ground improvement machine 1v will be briefly explained below.

図24は、VR地盤改良機1vの仮想部品移動機能を示す説明図である。
図24に示されるVR地盤改良機1vは、図22に示されるVR地盤改良機1vの仮想キャビン部から「仮想キャビンフレーム」と「仮想フロントガラス」を取り外し、更にVR地盤改良機1vの仮想リーダー1bvから「仮想リーダーフレーム」を取り外したものに相当する。この仮想部品移動機能を利用することにより、実地盤改良機1から実部品を取り外すことなく、即ち実地盤改良機1を実際に用意することなく、実地盤改良機1の内部構造を見ることが可能となる。
FIG. 24 is an explanatory diagram showing the virtual parts moving function of the VR ground improvement machine 1v.
The VR ground improvement machine 1v shown in FIG. 24 has the "virtual cabin frame" and "virtual windshield" removed from the virtual cabin part of the VR ground improvement machine 1v shown in FIG. It corresponds to 1bv with the "virtual leader frame" removed. By using this virtual parts moving function, it is possible to view the internal structure of the practical soil improvement machine 1 without removing the real parts from the practical soil improvement machine 1, that is, without actually preparing the practical soil improvement machine 1. It becomes possible.

仮想部品移動機能により取り外されたVR部品は、削除することも元に戻すこと(リセットすること)も可能である。また、実地盤改良機1の内部構造を見るためのその他の機能として、「仮想部品透明化機能」を使用することも可能である。以下に、VR地盤改良機1vの仮想部品透明化機能について簡単に説明する。 A VR component removed by the virtual component moving function can be deleted or restored (reset). Furthermore, it is also possible to use a "virtual parts transparency function" as another function for viewing the internal structure of the actual ground improvement machine 1. The virtual component transparency function of the VR ground improvement machine 1v will be briefly explained below.

図25は、VR地盤改良機1vの仮想部品透明化機能を示す説明図である。
図25に示されるVR地盤改良機1vは、図22で示されるVR地盤改良機1vの仮想キャビン部から「仮想キャビンフレーム」と「仮想フロントガラス」を透明化し、更にVR地盤改良機1vの仮想リーダー1bvから「VRリーダーフレーム」を透明化したものに相当する。VR部品を透明化することにより、実地盤改良機1から実部品を取り外すことなく、即ち実地盤改良機1を実際に用意することなく、実地盤改良機1の内部構造を見ることが可能となる。次に、VR地盤改良機1vを使用した地盤改良杭9の造成について説明する。
FIG. 25 is an explanatory diagram showing the virtual parts transparency function of the VR ground improvement machine 1v.
The VR ground improvement machine 1v shown in FIG. 25 makes the "virtual cabin frame" and "virtual windshield" transparent from the virtual cabin part of the VR ground improvement machine 1v shown in FIG. It corresponds to the "VR leader frame" made transparent from the leader 1bv. By making the VR parts transparent, it is possible to see the internal structure of the practical soil improvement machine 1 without removing the real parts from the practical soil improvement machine 1, that is, without actually preparing the practical soil improvement machine 1. Become. Next, construction of the ground improvement pile 9 using the VR ground improvement machine 1v will be explained.

図26は、VR地盤改良機1vを使用した地盤改良杭9の自動施工を示すフロー図である。図27は、自動改良杭9の自動施工時におけるネットワーク50におけるデータのやり取りを示す説明図である。 FIG. 26 is a flowchart showing automatic construction of the ground improvement pile 9 using the VR ground improvement machine 1v. FIG. 27 is an explanatory diagram showing data exchange in the network 50 during automatic construction of the automatically improved pile 9.

先ずステップS1では、オペレータはクラウドサーバー10に最新のマシンガイダンスデータをクラウドサーバー10にアップロードする。具体的には、オペレータ端末装置20からクラウドサーバー10に対し最新のマシンガイダンスデータが送信される。クラウドサーバー10は、受信した最新のマシンガイダンスデータを記憶部12に上書き保存する。 First, in step S1, the operator uploads the latest machine guidance data to the cloud server 10. Specifically, the latest machine guidance data is transmitted from the operator terminal device 20 to the cloud server 10. The cloud server 10 overwrites and stores the latest received machine guidance data in the storage unit 12.

ここで言う「マシンガイダンスデータ」とは、造成される各杭の杭番号についての杭座標(図33)と、「杭条件設定430および工程設定440」(図30)が紐付けられた施工データである。すなわち、杭番号が分かれば、その地盤改良杭9についての「杭座標、杭条件設定、工程設定」を知ることができるようになっている。 The "machine guidance data" referred to here refers to construction data in which the pile coordinates (Figure 33) for the pile number of each pile to be created and the "pile condition settings 430 and process settings 440" (Figure 30) are linked. It is. That is, if the pile number is known, the "pile coordinates, pile condition settings, and process settings" for the ground improvement pile 9 can be known.

「杭条件設定および工程設定」は「杭改良データ」或いは「施工パターン」とも言われ、「地盤改良杭9の出来形仕様(空堀深度9a、改良長9b、杭径9c、セメント比重、セメント添加量、水/セメントの配合比等)」、「各工程(「注入下降」、「停滞」、「着底部練返し上昇」、「着底部練返し下降」、「撹拌上昇」)」、並びに「各工程における固化剤(スラリー等)の積算流量(L)、固化剤の区間流量(L/m)、固化剤用ポンプ5の基準吐出量(L/min)、リーダー1bの昇降速度(m/min)、区間羽根切り回数(回/m)、撹拌装置3の回転方向等」をそれぞれ規定している。 “Pile condition settings and process settings” are also referred to as “pile improvement data” or “construction patterns,” and include “finished form specifications of the soil improvement pile 9 (drill depth 9a, improvement length 9b, pile diameter 9c, cement specific gravity, cement addition amount, water/cement mixing ratio, etc.), each process ('pouring down', 'stagnation', 'bottoming part kneading up', 'bottoming part kneading down', 'stirring up')', and ' The cumulative flow rate (L) of the solidifying agent (slurry, etc.) in each process, the section flow rate of the solidifying agent (L/m), the standard discharge rate of the solidifying agent pump 5 (L/min), the vertical speed of the leader 1b (m/m) min), the number of blade cuttings per section (times/m), the rotational direction of the stirring device 3, etc.".

「杭座標」は、地盤改良杭9を造成すべき場所(施工目標位置PT)のGNSS等の衛星測位システムに対応した平面直角座標系X’Y’Z’における座標である。 The "pile coordinates" are the coordinates of the location where the ground improvement pile 9 is to be constructed (construction target position PT) in the plane rectangular coordinate system X'Y'Z' compatible with a satellite positioning system such as GNSS.

次にステップS2では、施工機制御装置80は最新のマシンガイダンスデータをクラウドサーバー10にダウンロード要求する。施工機制御装置80は起動すると、クラウドサーバー10に対しマシンガイダンスの更新状態(バージョン)を確認するようになっている。自身が保有するマシンガイダンスデータが古いバージョンのものである場合に、クラウドサーバー10に対し最新のマシンガイダンスデータを送信するようにダウンロード要求を発信する。 Next, in step S2, the construction machine control device 80 requests the cloud server 10 to download the latest machine guidance data. When the construction machine control device 80 is started, it checks the updated state (version) of the machine guidance with the cloud server 10. If the machine guidance data it owns is an old version, it issues a download request to the cloud server 10 to send the latest machine guidance data.

次にステップS3では、クラウドサーバー10は施工機制御装置80に最新のマシンガイダンスデータを送信する。施工機制御装置80は、クラウドサーバー10から送信された最新のマシンガイダンスを自身の記憶部に上書き保存する。 Next, in step S3, the cloud server 10 transmits the latest machine guidance data to the construction machine control device 80. The construction machine control device 80 overwrites and saves the latest machine guidance transmitted from the cloud server 10 in its own storage unit.

次にステップS4では、オペレータがVR地盤改良機1vを操作して、仮想ケーシングロッド2vの現在の仮想杭芯位置P3’vを仮想施工目標位置PTvに誘導する(いわゆる「杭芯位置設定」)。上述した通り、「VR地盤改良工事現場200におけるVR地盤改良機1vの位置、寸法および動作」と、「実地盤改良工事現場300における実地盤改良機1の位置、寸法および動作」は互いに1対1に対応している。そのため、オペレータが「仮想ケーシングロッド2vの現在の仮想杭芯位置P3’v」を「仮想施工目標位置PTv」に誘導する場合、結果的に施工機制御装置80によって「ケーシングロッド2の現在の杭芯位置P3’」が「施工目標位置PT」に誘導されることになる。仮想ケーシングロッド2vの「現在の仮想杭芯位置P3’v」を仮想施工目標位置(杭座標)PTvに誘導する杭芯位置誘導作業については、図28及び図29を参照しながら後述する。 Next, in step S4, the operator operates the VR ground improvement machine 1v to guide the current virtual pile core position P3'v of the virtual casing rod 2v to the virtual construction target position PTv (so-called "pile core position setting"). . As mentioned above, "the position, dimensions, and operation of the VR soil improvement machine 1v at the VR soil improvement work site 200" and "the position, dimensions, and operation of the practical soil improvement machine 1 at the actual soil improvement work site 300" are one pair each other. It corresponds to 1. Therefore, when the operator guides the "current virtual pile core position P3'v of the virtual casing rod 2v" to the "virtual construction target position PTv", the construction machine control device 80 will eventually The "core position P3'" is guided to the "construction target position PT." The pile core position guidance work for guiding the "current virtual pile core position P3'v" of the virtual casing rod 2v to the virtual construction target position (pile coordinates) PTv will be described later with reference to FIGS. 28 and 29.

次にステップS5では、オペレータは施工機制御装置80に対し施工開始指令を出す。具体的には、オペレータはこれから造成される地盤改良杭9の杭番号を施工機制御装置80に送信することになる。 Next, in step S5, the operator issues a construction start command to the construction machine control device 80. Specifically, the operator will transmit the pile number of the ground improvement pile 9 to be constructed to the construction machine control device 80.

次にステップS6では、施工機制御装置80は該当する杭番号の施工パターンを実行する。施工機制御装置80は、マシンガイダンスデータから該当する杭番号の施工パターンを抽出し、抽出した施工パターンに従って、スイベルヘッド1aの回転速度(回/min)、リーダー1bの昇降速度(m/min)、並びに固化剤用ポンプ5の基準吐出量(L/min)等を操作して地盤改良杭9を自動的に造成する。なお、これらスイベルヘッド1a及びリーダー1bと固化剤用ポンプ5の手動操作については、図32に示される「油圧操作盤」における「切替えレバー」、「切替えスイッチ」、「調整ボリューム」(以下、「操作機器」という。)をオペレータがそれぞれ操作することになる。 Next, in step S6, the construction machine control device 80 executes the construction pattern of the corresponding pile number. The construction machine control device 80 extracts the construction pattern of the corresponding pile number from the machine guidance data, and according to the extracted construction pattern, the rotation speed (times/min) of the swivel head 1a and the lifting/lowering speed (m/min) of the leader 1b. , the standard discharge rate (L/min) of the solidifying agent pump 5, etc. to automatically create the ground improvement piles 9. For manual operation of these swivel head 1a, leader 1b, and solidifying agent pump 5, please refer to the ``switch lever'', ``switch switch'', and ``adjustment volume'' (hereinafter referred to as ``adjustment volume'') on the ``hydraulic operation panel'' shown in FIG. (referred to as "operating equipment") is operated by each operator.

しかし、施工機制御装置80による自動運転モードでは、「スイベルヘッド1a及びリーダー1bと固化剤用ポンプ5等」の各操作機器の操作順、操作間隔および操作量が一括操作指令として一まとめにデータ化されている。一括操作指令は、オペレータ端末装置20から施工機制御装置80に送信されるようになっている。或いは、クラウドサーバー10の記憶部12に予め保存され、施工機制御装置80からのダウンロード要求に応じて、クラウドサーバー10から施工機制御装置80に送信されるようになっている。 However, in the automatic operation mode by the construction machine control device 80, the operation order, operation interval, and operation amount of each operation device such as "swivel head 1a, reader 1b, solidifying agent pump 5, etc." are collectively data as a collective operation command. has been made into The collective operation command is transmitted from the operator terminal device 20 to the construction machine control device 80. Alternatively, it is stored in advance in the storage unit 12 of the cloud server 10 and transmitted from the cloud server 10 to the construction machine control device 80 in response to a download request from the construction machine control device 80.

また、一括操作指令はマシンガイダンスデータの施工パターンに紐付けられている。従って、マシンガイダンスデータを受信した施工機制御装置80は、一括操作指令に基づいてスイベルヘッド1a及びリーダー1bと固化剤用ポンプ5等を操作することになる。 In addition, the collective operation command is linked to the construction pattern of the machine guidance data. Therefore, the construction machine control device 80 that has received the machine guidance data operates the swivel head 1a, the reader 1b, the solidifying agent pump 5, etc. based on the collective operation command.

図30に示されるように、オペレータはVR地盤改良工事現場200に没入して仮想地中に移動することによって、VR地盤改良工事現場200において仮想的に造成されている仮想地盤改良杭9v(すなわち、地中に実際に造成される地盤改良杭9)を見ることができる。 As shown in FIG. 30, the operator immerses himself in the VR ground improvement work site 200 and moves into the virtual ground, thereby making the virtual ground improvement pile 9v (i.e. , you can see the ground improvement piles 9) actually being built underground.

例えば、仮想ケーシングロッド2vが仮想鉛直方向(仮想Z’軸)に平行であること(すなわち、ケーシングロッド2が鉛直方向(Z’軸)に平行であること)は、仮想モニタ画面107av上で「現在の杭芯仮想位置P3’v」が「当初の杭芯仮想位置P3v」に一致していることにより確認することができる。 For example, the fact that the virtual casing rod 2v is parallel to the virtual vertical direction (virtual Z' axis) (that is, the casing rod 2 is parallel to the vertical direction (Z' axis)) is indicated by " This can be confirmed by the fact that the "current pile core virtual position P3'v" matches the "initial pile core virtual position P3v".

同様に、固化剤が土壌に十分に撹拌されていることは、VR地盤改良工事現場200における固化剤の区間流量(L/m)が目標値(256)以上であり、且つ区間羽根切り回数(回/m)が目標値(350)以上であり、且つ仮想撹拌翼3avの昇降方向・回転方向が工程設定440通りであることを以て確認することができる。なお、固化剤の区間流量(L/m)、区間羽根切り回数(回/m)等は、機械情報・施工情報に含まれ、施工機制御装置80からクラウドサーバー10に送信される。クラウドサーバー10は、「固化剤の区間流量(L/m)、区間羽根切り回数(回/m)等」をVR地盤改良工事現場200に反映することになっている。 Similarly, the solidification agent is sufficiently stirred into the soil if the section flow rate (L/m) of the solidification agent at the VR ground improvement work site 200 is equal to or higher than the target value (256), and the number of section blade cuttings ( It can be confirmed that the rotational speed/m) is equal to or higher than the target value (350), and that the vertical direction and rotational direction of the virtual stirring blade 3av match the 440 process settings. Note that the section flow rate (L/m) of the solidifying agent, the number of section blade cuttings (times/m), etc. are included in the machine information/construction information and are transmitted from the construction machine control device 80 to the cloud server 10. The cloud server 10 is supposed to reflect "section flow rate of solidifying agent (L/m), section blade cutting frequency (times/m), etc." to the VR ground improvement construction site 200.

次にステップS7では、施工パターンに対する計画変更の要求(リクエスト)が有るか否かを判定する。地盤改良杭9の造成は、施工機制御装置80が「施工パターンに対応した一括操作指令」を実行することによって行われる。しかしながら、杭座標または施工パターンの何れかの項目(例えば、杭座標の変更、杭番号の追加または削除、リーダー1bの昇降速度(m/min)、固化剤用ポンプ5の基準吐出量(L/min)等)が変更される場合が起こり得る。そのような場合、計画変更後のマシンガイダンスデータがオペレータ端末装置20からクラウドサーバー10に送信される。 Next, in step S7, it is determined whether there is a request to change the plan for the construction pattern. The construction of the ground improvement piles 9 is performed by the construction machine control device 80 executing a "batch operation command corresponding to the construction pattern." However, any item in the pile coordinates or construction pattern (for example, changing the pile coordinates, adding or deleting the pile number, the lifting speed (m/min) of the leader 1b, the standard discharge rate (L/min) of the solidifying agent pump 5) min) etc.) may be changed. In such a case, the machine guidance data after the plan change is transmitted from the operator terminal device 20 to the cloud server 10.

施工パターンに対する計画変更の要求(リクエスト)が有る場合(YES)、ステップS3を繰り返し実行する。一方、施工パターンに対する計画変更の要求(リクエスト)が無い場合(NO)、ステップS8を実行する。 If there is a request to change the plan for the construction pattern (YES), step S3 is repeatedly executed. On the other hand, if there is no request to change the plan for the construction pattern (NO), step S8 is executed.

ステップS8では、未施工の杭番号が有るか否かを判定する。施工済みの杭番号は、マシンガイダンスデータ(図33)上のチェックボックス内にチェックマークが入っている。一方、未施工の杭番号は、マシンガイダンスデータ(図33)上のチェックボックス内が空白になっている。従って、マシンガイダンスデータ上に空白のチェックボックスが有る場合(YES)、ステップS4を繰り返し実行する。一方、空白のチェックボックスが無い場合(NO)、地盤改良杭9の自動施工を終了する。 In step S8, it is determined whether there is a pile number that has not yet been constructed. Pile numbers that have already been constructed are marked with a check mark in the checkbox on the machine guidance data (Figure 33). On the other hand, for unbuilt pile numbers, the checkboxes on the machine guidance data (Figure 33) are blank. Therefore, if there is a blank checkbox on the machine guidance data (YES), step S4 is repeatedly executed. On the other hand, if there is no blank checkbox (NO), the automatic construction of the ground improvement piles 9 is ended.

図28は、VR地盤改良機1vの仮想キャビン部から見える仮想視界を示す説明図である。
仮想キャビン部内には、VR地盤改良機1vを仮想的に走行・旋回または仮想リーダー1bvを起倒・スイングさせるための仮想レバー・仮想スイッチ類が仮想的に設けられている。例えば、オペレータが仮想スタータースイッチSSvを押して仮想安全レバーLSvを手前側に倒すことにより、VR地盤改良機1vの走行・旋回・リーダー操作等が可能となる。この場合、「VR地盤改良機1vに対するオペレータの操作指令」は、オペレータ端末装置20によって「実地盤改良機1に対する操作指令」に変換され、施工機制御装置80に送信されるため、実地盤改良工事現場300における実地盤改良機1も走行・旋回・リーダー操作等が可能となる。
FIG. 28 is an explanatory diagram showing a virtual field of view seen from the virtual cabin section of the VR ground improvement machine 1v.
In the virtual cabin section, virtual levers and virtual switches for virtually running and turning the VR ground improvement machine 1v or raising and swinging the virtual leader 1bv are virtually provided. For example, when the operator presses the virtual starter switch SSv and tilts the virtual safety lever LSv toward the operator, the VR ground improvement machine 1v can run, turn, operate the leader, etc. In this case, the "operator's operation command for the VR soil improvement machine 1v" is converted by the operator terminal device 20 into "the operation command for the practical soil improvement machine 1" and transmitted to the construction machine control device 80, so that the actual soil improvement The actual soil improvement machine 1 at the construction site 300 also becomes capable of running, turning, operating a leader, etc.

仮想右クローラレバーLCRvと仮想左クローラレバーLCLvを同時に奥側に倒すと、VR地盤改良機1vは直進走行する。この場合、同様に実地盤改良工事現場300における実地盤改良機1も直進走行する。 When the virtual right crawler lever LCRv and the virtual left crawler lever LCLv are pushed to the back side at the same time, the VR ground improvement machine 1v travels straight. In this case, the actual soil improvement machine 1 at the actual soil improvement construction site 300 also travels straight.

一方、仮想右クローラレバーLCRvと仮想左クローラレバーLCLvを同時に手前側に倒すと、VR地盤改良機1vは後進走行する。この場合、同様に実地盤改良工事現場300における実地盤改良機1も後進走行する。 On the other hand, when the virtual right crawler lever LCRv and the virtual left crawler lever LCLv are simultaneously pushed forward, the VR ground improvement machine 1v travels backward. In this case, the actual soil improvement machine 1 at the actual soil improvement construction site 300 also travels backwards.

また、仮想リーダーレバーLLvを奥側に倒すと、仮想リーダー1bvはレバー操作量に応じて前方に倒れる。この場合、同様に実地盤改良工事現場300における実地盤改良機1のリーダー1bもレバー操作量に応じて前方に倒れる。 Further, when the virtual leader lever LLv is tilted to the back side, the virtual leader 1bv is tilted forward according to the amount of lever operation. In this case, the leader 1b of the actual soil improvement machine 1 at the actual soil improvement construction site 300 also falls forward in accordance with the lever operation amount.

一方、仮想リーダーレバーLLvを手前側に倒すと、仮想リーダー1bvはレバー操作量に応じて後方に倒れる。この場合、同様に実地盤改良工事現場300における実地盤改良機1のリーダー1bもレバー操作量に応じて後方に倒れる。 On the other hand, when the virtual leader lever LLv is tilted toward the user, the virtual leader 1bv is tilted backward according to the lever operation amount. In this case, the leader 1b of the actual soil improvement machine 1 at the actual soil improvement work site 300 also falls backwards in accordance with the amount of lever operation.

また、仮想リーダーレバーLLvを右側に倒すと、仮想リーダー1bvはレバー操作量に応じて右側にスイングする。この場合、同様に実地盤改良工事現場300における実地盤改良機1のリーダー1bもレバー操作量に応じて右側にスイングする。 Furthermore, when the virtual leader lever LLv is tilted to the right, the virtual leader 1bv swings to the right in accordance with the lever operation amount. In this case, the leader 1b of the actual soil improvement machine 1 at the actual soil improvement construction site 300 also swings to the right in accordance with the lever operation amount.

一方、仮想リーダーレバーLLvを左側に倒すと、仮想リーダー1bvはレバー操作量に応じて左側にスイングする。この場合、同様に実地盤改良工事現場300における実地盤改良機1のリーダー1bもレバー操作量に応じて左側にスイングする。 On the other hand, when the virtual leader lever LLv is tilted to the left, the virtual leader 1bv swings to the left according to the lever operation amount. In this case, the leader 1b of the actual soil improvement machine 1 at the actual soil improvement construction site 300 also swings to the left in accordance with the lever operation amount.

また、仮想旋回レバーLTvを右側に倒すと、VR地盤改良機1vの機械本体1evは右回りに旋回する。この場合、同様に実地盤改良工事現場300における実地盤改良機1の機械本体1eも右回りに旋回する。 Further, when the virtual turning lever LTv is tilted to the right, the machine body 1ev of the VR ground improvement machine 1v turns clockwise. In this case, the machine body 1e of the actual soil improvement machine 1 at the actual soil improvement work site 300 also rotates clockwise.

一方、仮想旋回レバーLTvを左側に倒すと、VR地盤改良機1vの機械本体1evは左回りに旋回する。この場合、同様に実地盤改良工事現場300における実地盤改良機1の機械本体1eも左回りに旋回する。 On the other hand, when the virtual turning lever LTv is tilted to the left, the machine body 1ev of the VR ground improvement machine 1v turns counterclockwise. In this case, the machine body 1e of the actual soil improvement machine 1 at the actual soil improvement work site 300 also rotates counterclockwise.

仮想ケーシングロッド2vの「現在の仮想杭芯位置P3’v」を誘導する仮想施工目標位置PTvについては、オペレータが容易に認識することができるように、改良杭をイメージした円筒が付され、なお且つハイライト表示されている。また、VR地盤改良機1vの移動可能領域を規定する「仮想境界線BLv」が表示されている。なお、VR地盤改良機1vが仮想境界線をBLvを超える場合は、オペレータのVR地盤改良機1vに対する操作指令が無効化され、同時に実地盤改良機1に対する操作指令についても無効化されるようになっている。また、地盤改良杭9の造成が完了した施工完了位置に対応した仮想施工完了位置PEvについてもハイライト表示されている。 The virtual construction target position PTv that guides the "current virtual pile core position P3'v" of the virtual casing rod 2v is marked with a cylinder that resembles an improved pile so that the operator can easily recognize it. And it is highlighted. Further, a "virtual boundary line BLv" defining a movable area of the VR ground improvement machine 1v is displayed. In addition, if the VR ground improvement machine 1v exceeds the virtual boundary line by BLv, the operator's operation command for the VR ground improvement machine 1v is invalidated, and at the same time, the operation command for the actual soil improvement machine 1 is also invalidated. It has become. Furthermore, the virtual construction completion position PEv corresponding to the construction completion position where the construction of the ground improvement piles 9 has been completed is also highlighted.

また、仮想モニタ画面107avにも仮想施工目標位置PTvが表示され、同時に「現在の仮想杭芯位置P3’v」と「仮想施工目標位置PTv」との間の機械座標系OXY上でのズレ量ΔMv(ΔXv、ΔYv)についても表示されている。 In addition, the virtual construction target position PTv is also displayed on the virtual monitor screen 107av, and at the same time, the amount of deviation on the machine coordinate system OXY between the "current virtual pile center position P3'v" and the "virtual construction target position PTv" is displayed. ΔMv (ΔX Mv , ΔY Mv ) is also displayed.

また、「現在の仮想杭芯位置P3’v」と「仮想施工目標位置PTv」との位置関係を、仮想キャビン部以外の異なる視点位置から見たときの画像G1,G2,G3についても、オペレータの仮想視界に表示されている。従って、オペレータは仮想モニタ画面107av、或いは画像G1,G2,G3を見ながら、仮想ケーシングロッド2vの「現在の仮想杭芯位置P3’v」を「仮想施工目標位置PTv」に誘導することになる。なお、仮想旋回円Ctvを使用して「現在の仮想杭芯位置P3’v」を「仮想施工目標位置PTv」に誘導することも可能である。 In addition, the operator can also view images G1, G2, and G3 of the positional relationship between the "current virtual pile core position P3'v" and the "virtual construction target position PTv" when viewed from different viewpoints other than the virtual cabin part. displayed in the virtual field of view. Therefore, the operator guides the "current virtual pile core position P3'v" of the virtual casing rod 2v to the "virtual construction target position PTv" while viewing the virtual monitor screen 107av or images G1, G2, and G3. . Note that it is also possible to guide the "current virtual pile core position P3'v" to the "virtual construction target position PTv" using the virtual turning circle Ctv.

図29は、仮想施工目標位置PTvに対するオペレータの視点位置を変えた場合のVR3次元画像を示す説明図である。
図29(a)は、オペレータの視点位置をVR地盤改良機1vの後方且つ仮想スイベルヘッド1avの高さ位置から仮想施工目標位置PTvを見た場合のVR3次元画像を表している。この視点位置では、仮想施工目標位置PTvに対する仮想X軸方向Xvの仮想ズレ量ΔXvについてはよく分かる。一方、仮想Y軸方向Yvの仮想ズレ量ΔYvについてはあまり分からない。
FIG. 29 is an explanatory diagram showing a VR three-dimensional image when the operator's viewpoint position with respect to the virtual construction target position PTv is changed.
FIG. 29(a) shows a VR three-dimensional image when the virtual construction target position PTv is viewed from the operator's viewpoint position behind the VR ground improvement machine 1v and at the height of the virtual swivel head 1av. At this viewpoint position, the virtual deviation amount ΔX M v in the virtual X-axis direction Xv with respect to the virtual construction target position PTv can be clearly seen. On the other hand, little is known about the virtual deviation amount ΔY M v in the virtual Y-axis direction Yv.

図29(b)は、オペレータの視点位置をVR地盤改良機1vの左方且つ仮想スイベルヘッド1avの高さ位置から仮想施工目標位置PTvを見た場合のVR3次元画像を表している。この視点位置では、仮想施工目標位置PTvに対する仮想Y軸方向Yvの仮想ズレ量ΔYvについてはよく分かる。仮想リーダー1bの前後方向の傾斜についてもよく分かる。 FIG. 29(b) shows a VR three-dimensional image when the virtual construction target position PTv is viewed from the operator's viewpoint position to the left of the VR ground improvement machine 1v and at the height of the virtual swivel head 1av. At this viewpoint position, the virtual deviation amount ΔY M v in the virtual Y-axis direction Yv with respect to the virtual construction target position PTv can be clearly seen. The inclination of the virtual reader 1b in the front-back direction is also clearly understood.

図29(c)は、オペレータの視点位置をVR地盤改良機1vの前方且つ仮想ケーシングロッド2vの先端の高さ位置から仮想施工目標位置PTvを見た場合のVR3次元画像を表している。この視点位置では、仮想施工目標位置PTvに対する仮想X軸方向Xvの仮想ズレ量ΔXv、仮想Y軸方向Yvの仮想ズレ量ΔYvともによく分かる。 FIG. 29(c) shows a VR three-dimensional image when the virtual construction target position PTv is viewed from the operator's viewpoint position in front of the VR ground improvement machine 1v and at the height of the tip of the virtual casing rod 2v. At this viewpoint position, both the virtual deviation amount ΔX M v in the virtual X-axis direction Xv and the virtual deviation amount ΔY M v in the virtual Y-axis direction Yv with respect to the virtual construction target position PTv can be clearly seen.

このように、VR地盤改良工事現場200ではオペレータは視点位置を自由に変えながらVR地盤改良機1vを操作することができる。従って、VR地盤改良工事現場200においてVR地盤改良機1vを使用して「現在の仮想杭芯位置P3’v」を「仮想施工目標位置PTv」に誘導することにより、実地盤改良工事現場300における実際の杭芯位置誘導作業を効率良く行うことが可能となる。 In this way, at the VR ground improvement construction site 200, the operator can operate the VR ground improvement machine 1v while freely changing the viewpoint position. Therefore, by guiding the "current virtual pile center position P3'v" to the "virtual construction target position PTv" using the VR ground improvement machine 1v at the VR ground improvement construction site 200, It becomes possible to perform the actual pile core position guidance work efficiently.

以上の通り、本発明の地盤改良工事の遠隔運転管理システム600では、「VR地盤改良工事現場200におけるVR地盤改良機1vの位置、寸法、動作」と、「実地盤改良工事現場300における実地盤改良機1の位置、寸法、動作」は互いに1対1に対応している。また、「実地盤改良工事現場300における施工対象物に係る位置の座標」と、「VR地盤改良機展示場200における対応する仮想施工対象物に係る位置の座標」は互いに等しくなるように構成されている。これにより、オペレータが直接操作する対象がVR地盤改良機1vであっても、結果的に実地盤改良機1を施工目標位置PTに誘導して地盤改良杭9を造成することができる。特に、VR地盤改良機展示場200においてオペレータは視点位置を自由に変えながらVR地盤改良機を操作することができるため、視点位置が固定される実地盤改良機1を操作するよりも容易に実地盤改良機1の現在の杭芯位置P3’を施工目標位置PTに誘導することが可能となる。 As described above, in the remote operation management system 600 for ground improvement work of the present invention, "the position, dimensions, and operation of the VR ground improvement machine 1v at the VR ground improvement work site 200" and "the actual ground improvement work at the actual ground improvement work site 300", The positions, dimensions, and operations of the improved machine 1 correspond to each other on a one-to-one basis. In addition, the "coordinates of the position of the construction object at the actual ground improvement construction site 300" and the "coordinates of the position of the corresponding virtual construction object at the VR soil improvement machine exhibition hall 200" are configured to be equal to each other. ing. As a result, even if the object directly operated by the operator is the VR ground improvement machine 1v, the actual ground improvement machine 1 can be guided to the construction target position PT and the ground improvement pile 9 can be created. In particular, in the VR ground improvement machine exhibition hall 200, the operator can operate the VR ground improvement machine while freely changing the viewpoint position, which makes it easier to operate the VR ground improvement machine 1 whose viewpoint position is fixed. It becomes possible to guide the current pile core position P3' of the ground improvement machine 1 to the construction target position PT.

また、オペレータが直接操作する対象はVR地盤改良機1vであるため、ネットワーク50上でやり取りされるデータは、操作指令、機械情報・施工情報、VR地盤改良工事現場200の更新情報、マシンガイダンスデータ及びその更新情報等の何れも情報量が少ないデータばかりである。そのため、ネットワーク50に要求される通信回線については比較的低速・低容量の通信回線を使用することが可能となる。 In addition, since the object directly operated by the operator is the VR ground improvement machine 1v, the data exchanged on the network 50 includes operation commands, machine information/construction information, update information of the VR ground improvement work site 200, and machine guidance data. Both the information and the updated information are data with a small amount of information. Therefore, for the communication line required for the network 50, it is possible to use a communication line with relatively low speed and low capacity.

また、実地盤改良機1の周囲の三次元対象物についての点群データは、VR地盤改良工事現場200において三角形メッシュデータによって再現されているため、直接操作する対象がVR地盤改良機1vであっても、オペレータは三次元対象物の形状的特徴(傾斜状況)を容易に認識することができるようになる。 In addition, since the point cloud data regarding three-dimensional objects around the actual ground improvement machine 1 is reproduced by triangular mesh data at the VR ground improvement work site 200, the object to be directly operated is the VR ground improvement machine 1v. The operator can easily recognize the shape characteristics (tilt situation) of the three-dimensional object.

また、施工機制御装置80による地盤改良杭9の自動造成について、スイベルヘッド1a、リーダー1b及び固化剤用ポンプ5等の各操作機器についての操作順、操作間隔および操作量は、一括操作指令として一つにまとめられてデータ化されているため、オペレータは実地盤改良機1を施工目標位置PTに誘導することに集中することができると共に、同一品質の地盤改良杭9を反復して造成することが可能となる。 In addition, regarding the automatic creation of soil improvement piles 9 by the construction machine control device 80, the operation order, operation interval, and operation amount of each operation device such as the swivel head 1a, leader 1b, and solidification agent pump 5 are determined as a collective operation command. Since it is compiled into data, the operator can concentrate on guiding the actual soil improvement machine 1 to the construction target position PT, and can repeatedly create soil improvement piles 9 of the same quality. becomes possible.

(第3実施形態)
図31は、本発明の第3実施形態に係るVR地盤改良機展示場700を示す説明図である。
このVR地盤改良機展示場700は、VR地盤改良工事現場200におけるVR地盤改良機1vの周囲を、実際の展示場を再現したVR展示場に置換し、そのVR展示場にVR地盤改良機1vを仮想的に展示したものである。
(Third embodiment)
FIG. 31 is an explanatory diagram showing a VR ground improvement machine exhibition hall 700 according to the third embodiment of the present invention.
This VR ground improvement machine exhibition hall 700 replaces the area around the VR ground improvement machine 1v at the VR ground improvement work site 200 with a VR exhibition hall that reproduces the actual exhibition hall, and the VR ground improvement machine 1v is placed in the VR exhibition hall. This is a virtual exhibition of

上述した通り、VR地盤改良機1vは、実地盤改良機1の全ての構成部品についての2次元CADデータ(例えば、正投影図法の2次元図面データ)を3次元CADデータ(3次元図面データ)に変換し、全ての仮想構成部品を3次元CAD上で実際の組立工程に従って仮想的に組み立てた、外部構造だけでなく内部構造まで再現された実地盤改良機1の3次元コンピュータグラフィック(3次元モデル)に相当するものである。VR地盤改良機1vの部品点数は、実地盤改良機1の部品点数と同じであり、実地盤改良機1と同様に全ての仮想構成部品は取外し/再取付け可能に構成されている。 As mentioned above, the VR ground improvement machine 1v converts the 2D CAD data (for example, 2D drawing data using orthographic projection) of all the components of the practical ground improvement machine 1 into 3D CAD data (3D drawing data). 3D computer graphics (3D model). The number of parts of the VR ground improvement machine 1v is the same as that of the real ground improvement machine 1, and like the real ground improvement machine 1, all virtual components are configured to be removable/reinstallable.

VR地盤改良機展示場700には、カタログに記載されている全ての機種に対応する全てのVR地盤改良機1vを仮想的に展示することができる。従って、例えばメーカー担当者(Dアバター)と来訪者(Eアバター)が、ユーザー端末装置20を介してVR地盤改良機展示場700に没入することにより、メーカー担当者(Dアバター)は、来訪者(Eアバター)が希望するVR地盤改良機1vを仮想的に用意して、実機の機能・性能等について説明することができるようになる。すなわち、このVR地盤改良機展示場700を使用することにより、実機を展示場に搬入するための全ての作業が不要となる。その結果、実機の搬入に伴う作業コスト及びマンパワーを全て削減することができる。また、展示ブースの面積も小さくて済むことになる。これにより、展示会に参加するコストを大幅に削減することができる。 In the VR ground improvement machine exhibition hall 700, all VR ground improvement machines 1v corresponding to all the models listed in the catalog can be virtually exhibited. Therefore, for example, when a manufacturer representative (D avatar) and a visitor (E avatar) immerse themselves in the VR ground improvement machine exhibition hall 700 via the user terminal device 20, the manufacturer representative (D avatar) (E avatar) can virtually prepare the desired VR ground improvement machine 1v and explain the functions, performance, etc. of the actual machine. That is, by using this VR ground improvement machine exhibition hall 700, all the work for transporting actual machines to the exhibition hall becomes unnecessary. As a result, all the work costs and manpower associated with bringing in the actual machine can be reduced. In addition, the area of the exhibition booth will also be smaller. This can significantly reduce the cost of participating in exhibitions.

以上、図面を参照しながら本発明の複数の実施形態について説明してきたが、本発明の実施形態は上記だけに限定されることはない。すなわち、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲内において種々の修正・変更を加えることが可能である。例えば、3Dレーザースキャナー11によって取得された点群データについて、隣り合う一の測点と他の測点とを直線で結んで形成される図形については三角形の他、四角形であっても良い。また、点群データを取得する計測装置については、近接センサー、LIDAR、RADER、又はステレオカメラを使用した計測装置であっても良い。 Although a plurality of embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, the embodiments of the present invention are not limited to the above. That is, various modifications and changes can be made without departing from the technical scope of the present invention. For example, regarding the point group data acquired by the 3D laser scanner 11, the figure formed by connecting one adjacent measurement point and another measurement point with a straight line may be a quadrilateral other than a triangle. Furthermore, the measuring device that acquires point cloud data may be a measuring device that uses a proximity sensor, LIDAR, RADER, or stereo camera.

1 地盤改良機(施工機)
1a スイベルヘッド
1b リーダー
1cA GNSSアンテナ
1cB GNSSアンテナ
1d ネットワーク通信用アンテナ
1e 施工機本体
1v VR地盤改良機(仮想施工機)
2 ケーシングロッド
3 撹拌装置
3a 掘削翼
3b 撹拌翼
3c 供回り防止翼
4 固化剤生成装置
5 固化剤用ポンプ
6 ホース
7 流量計
8 比重計
9 地盤改良杭(柱状改良体)
9a 空堀深度
9b 改良長
9c 杭径
10 クラウドサーバー(サーバー装置)
11 制御部
12 記憶部
13 入出力部
14 3Dレーザースキャナー(測距・測角装置)
20 ユーザー端末装置(オペレータ端末装置)
21 入出力部
22 データ処理部
23 記憶部
24 表示部
30 頭部装着ディスプレイ
31 入出力部
32 データ処理部
33 表示部
34 マイク/ヘッドフォン
40 操作機
41 入出力部
42 データ処理部
43 動作検出部
44 操作部
50 ネットワーク
60 施工機の通信装置
70 固化剤の通信装置
80 施工機制御装置(機械制御装置)
100 地盤改良工事の遠隔施工管理システム(VR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システム)
200 VR地盤改良工事現場(仮想地盤改良工事現場)
300 実地盤改良工事現場(実際の地盤改良工事現場)
400 アバターA(仮想人物)
410 アバターB(仮想人物)
420 アバターC(仮想人物)
430 杭条件設定
431 杭施工履歴
440 工程設定
450 出来高管理図
451 出来形管理図
452 工事カレンダー
453 時刻入力画面
454 未来の工事出来高管理図
500 時系列シークバー
600 地盤改良工事の遠隔運転管理システム(VR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システム)
700 VR地盤改良機展示場(VR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システム)
1 Ground improvement machine (construction machine)
1a Swivel head 1b Reader 1cA GNSS antenna 1cB GNSS antenna 1d Network communication antenna 1e Construction machine body 1v VR ground improvement machine (virtual construction machine)
2 Casing rod 3 Stirring device 3a Excavation blade 3b Stirring blade 3c Co-rotation prevention blade 4 Solidifying agent generating device 5 Solidifying agent pump 6 Hose 7 Flow meter 8 Hydrometer 9 Ground improvement pile (column-shaped improvement body)
9a Hollow depth 9b Improved length 9c Pile diameter 10 Cloud server (server device)
11 Control unit 12 Storage unit 13 Input/output unit 14 3D laser scanner (distance/angle measurement device)
20 User terminal device (operator terminal device)
21 Input/output section 22 Data processing section 23 Storage section 24 Display section 30 Head-mounted display 31 Input/output section 32 Data processing section 33 Display section 34 Microphone/headphones 40 Controller 41 Input/output section 42 Data processing section 43 Motion detection section 44 Operation unit 50 Network 60 Construction machine communication device 70 Solidifying agent communication device 80 Construction machine control device (machine control device)
100 Remote construction management system for ground improvement work (Remote construction management system for ground improvement work using VR technology)
200 VR ground improvement construction site (virtual ground improvement construction site)
300 Actual ground improvement work site (actual ground improvement work site)
400 Avatar A (virtual person)
410 Avatar B (virtual person)
420 Avatar C (virtual person)
430 Pile condition setting 431 Pile construction history 440 Process setting 450 Amount management chart 451 Achievement control chart 452 Construction calendar 453 Time input screen 454 Future construction performance management chart 500 Time series seek bar 600 Remote operation management system for ground improvement work (VR technology) Remote construction management system for ground improvement work using
700 VR ground improvement machine exhibition hall (remote construction management system for ground improvement work using VR technology)

Claims (19)

地中に造成される柱状改良体(9)に係る地盤改良工事の遠隔施工管理システム(100)であって、
実際の地盤改良工事現場(300)を模した所定のコンピュータプログラムによって仮想的に再現された仮想地盤改良工事現場(200)を提供するサーバー装置(10)と、
前記サーバー装置(10)にネットワーク(50)を介してユーザーがアクセスするためのユーザー端末装置(20)と、
前記仮想地盤改良工事現場(200)をユーザーが視聴するためのディスプレイ(30)と、
前記仮想地盤改良工事現場(200)でユーザーが仮想的に動作するための操作機(40)と、
施工機(1)に係る各種情報および前記柱状改良体(9)に係る各種情報を前記サーバー装置(10)に送信する通信装置(60、70)とを備え、
前記柱状改良体(9)は、前記施工機(1)に係る各種情報および前記柱状改良体(9)に係る各種情報に基づいて前記コンピュータプログラムによって前記仮想地盤改良工事現場(200)の一部分として仮想的に再現され、前記ディスプレイ(30)においてVR3次元画像として表示される
ことを特徴とするVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システム。
A remote construction management system (100) for ground improvement work related to a columnar improvement body (9) constructed underground,
a server device (10) that provides a virtual ground improvement work site (200) that is virtually reproduced by a predetermined computer program that imitates an actual ground improvement work site (300);
a user terminal device (20) for a user to access the server device (10) via a network (50);
a display (30) for a user to view the virtual ground improvement construction site (200);
an operating device (40) for a user to operate virtually at the virtual ground improvement construction site (200);
comprising a communication device (60, 70) that transmits various information related to the construction machine (1) and various information related to the columnar improved body (9) to the server device (10),
The columnar improvement body (9) is constructed as a part of the virtual ground improvement work site (200) by the computer program based on various information related to the construction machine (1) and various information related to the columnar improvement body (9). A remote construction management system for ground improvement work using VR technology, which is virtually reproduced and displayed as a VR three-dimensional image on the display (30).
請求項1に記載のVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムにおいて、
前記ユーザーは、前記仮想地盤改良工事現場(200)において仮想人物(400、410、420)として登場し前記ディスプレイ(30)に表示可能である
ことを特徴とするVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システム。
In the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to claim 1,
The user appears as a virtual person (400, 410, 420) at the virtual ground improvement work site (200) and can be displayed on the display (30). Remote construction management system.
請求項1に記載のVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムにおいて、
前記ユーザーは、前記仮想地盤改良工事現場(200)において他のユーザーと対話可能であり、対話内容は前記仮想地盤改良工事現場(200)にテキスト表示可能である
ことを特徴とするVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システム。
In the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to claim 1,
Using VR technology, the user is able to interact with other users at the virtual ground improvement work site (200), and the content of the interaction can be displayed as text on the virtual ground improvement work site (200). Remote construction management system for ground improvement work.
請求項1に記載のVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムにおいて、
前記仮想地盤改良工事現場(200)において一の前記ユーザーが掲示したファイルを他の前記ユーザーが閲覧することが可能である
ことを特徴とするVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システム。
In the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to claim 1,
A remote construction management system for ground improvement work using VR technology, characterized in that files posted by one user at the virtual ground improvement work site (200) can be viewed by other users.
請求項1に記載のVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムにおいて、
前記ユーザーは、前記仮想地盤改良工事現場(200)において地中内を仮想的に移動可能である
ことを特徴とするVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システム。
In the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to claim 1,
The user is able to virtually move underground at the virtual ground improvement work site (200). A remote construction management system for ground improvement work using VR technology.
請求項1に記載のVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムにおいて、
前記柱状改良体(9)は、前記仮想地盤改良工事現場(200)において所定深度当たりの固化剤の区間流量と所定深度当たりの撹拌翼(3b)の区間羽根切り回数に基づいてカラー表示され、前記柱状改良体(9)に係る出来高・出来形管理図(450、450’、451、451’)も併せて表示可能である
ことを特徴とするVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システム。
In the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to claim 1,
The columnar improvement body (9) is displayed in color based on the section flow rate of the solidifying agent per predetermined depth and the number of section blade cuttings of the stirring blade (3b) per predetermined depth at the virtual ground improvement work site (200), Remote construction management of ground improvement work using VR technology, characterized in that it is also possible to display the volume/form control chart (450, 450', 451, 451') related to the columnar improvement body (9). system.
請求項1に記載のVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムにおいて、
前記仮想地盤改良工事現場(200)は、工事開始時から現在に到る時間軸に係る時系列シークバー(500)を備え、前記ユーザーが前記時系列シークバー(500)を前記工事開始時へ移動させることにより、過去のある時点における前記仮想工事現場(200)が仮想的に再現される
ことを特徴とするVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システム。
In the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to claim 1,
The virtual ground improvement construction site (200) includes a time-series seek bar (500) relating to a time axis from the start of construction to the present, and the user moves the time-series seek bar (500) to the start of the construction. A remote construction management system for ground improvement work using VR technology, wherein the virtual construction site (200) at a certain point in the past is virtually reproduced.
請求項1に記載のVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムにおいて、
前記サーバー装置(10)は、ユーザーが指定した特定の前記柱状改良体(9)についての施工開始から施工完了に到る履歴を前記仮想地盤改良工事現場(200)に再現する
ことを特徴とするVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システム。
In the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to claim 1,
The server device (10) is characterized in that the history from the start of construction to the completion of construction for the specific columnar improvement body (9) specified by the user is reproduced on the virtual ground improvement construction site (200). A remote construction management system for ground improvement work using VR technology.
請求項1に記載のVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムにおいて、
前記サーバー装置(10)は、前記柱状改良体(9)の過去から現在までの施工実績を基に、ユーザーが指定した未来のある時点迄までに施工完了が見込まれる前記柱状改良体(9)の施工本数を予測可能である
ことを特徴とするVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システム。
In the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to claim 1,
The server device (10) selects the improved columnar body (9) whose construction is expected to be completed by a certain time in the future specified by the user, based on the past to present construction results of the improved columnar body (9). A remote construction management system for ground improvement work using VR technology, which is characterized by being able to predict the number of construction works.
請求項9に記載のVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムにおいて、
前記サーバー装置(10)は、施工計画より遅れる又は進むと予測される前記柱状改良体(9)については、施工計画通りに施工が完了すると予測される他の柱状改良体(9)とは異なる色彩を付して前記仮想地盤改良工事現場(200)に再現する
ことを特徴とするVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システム。
In the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to claim 9,
The server device (10) determines that the columnar improved body (9) whose construction is expected to be delayed or ahead of the construction plan is different from other columnar improved bodies (9) whose construction is predicted to be completed according to the construction plan. A remote construction management system for ground improvement work using VR technology, characterized in that the virtual ground improvement work site (200) is reproduced in color.
請求項1に記載のVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムにおいて、
「前記仮想地盤改良工事現場(200)で仮想的に稼働し」前記施工機(1)に対応する仮想施工機(1v)は、前記操作機(40)によって前記ディスプレイ(30)上で仮想的に操作可能に構成され、
前記仮想施工機(1v)に対する前記操作機(40)による操作指令は、前記ユーザー端末装置(20)によって前記施工機(1)に対する操作指令に変換されて前記施工機(1)の機械制御装置(80)に送信され、
前記操作指令を受信した前記機械制御装置(80)は、前記操作指令に基づいて前記施工機(1)を制御すると共に、前記操作指令を実行した後の前記施工機(1)に係る機械情報および施工情報を前記サーバー装置(10)に送信し、
前記機械情報および施工情報を受信した前記サーバー装置(10)は、前記仮想地盤改良工事現場(200)を最新の状態に更新しその更新情報を前記ユーザー端末装置(20)に送信する
ことを特徴とするVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システム。
In the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to claim 1,
A virtual construction machine (1v) that "operates virtually at the virtual ground improvement construction site (200)" and corresponds to the construction machine (1) is displayed virtually on the display (30) by the operation device (40). operably configured to
The operation command by the operating device (40) for the virtual construction machine (1v) is converted into an operation command for the construction machine (1) by the user terminal device (20), and is sent to the machine control device of the construction machine (1). (80),
The machine control device (80) that has received the operation command controls the construction machine (1) based on the operation command, and also updates machine information regarding the construction machine (1) after executing the operation command. and transmitting construction information to the server device (10),
The server device (10) that has received the machine information and construction information updates the virtual ground improvement construction site (200) to the latest state and sends the updated information to the user terminal device (20). A remote construction management system for ground improvement work using VR technology.
請求項11に記載のVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムにおいて、
前記ユーザー端末装置(20)は、前記施工機(1)によって造成される柱状改良体(9)についての「番号、座標、杭条件設定(430)及び工程設定(440)」を含むマシンガイダンスデータ又はその更新情報を前記サーバー装置(10)に送信し、
前記サーバー装置(10)は前記機械制御装置(80)からの要求に基づいて前記マシンガイダンスデータ又はその更新情報を前記機械制御装置(80)に送信し、
前記機械制御装置(80)は前記マシンガイダンスデータ又はその更新情報を所定の記憶部に保存し、前記ユーザー端末装置(20)からの開始指令に基づいて柱状改良体(9)を自動的に造成する
ことを特徴とするVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システム。
In the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to claim 11,
The user terminal device (20) stores machine guidance data including "number, coordinates, pile condition settings (430) and process settings (440)" for the columnar improved body (9) created by the construction machine (1). or transmitting the updated information to the server device (10),
The server device (10) transmits the machine guidance data or its update information to the machine control device (80) based on a request from the machine control device (80),
The machine control device (80) stores the machine guidance data or its updated information in a predetermined storage unit, and automatically creates the columnar improved body (9) based on a start command from the user terminal device (20). A remote construction management system for ground improvement work using VR technology.
請求項11に記載のVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムにおいて、
前記実際の地盤改良工事現場(300)は所定の衛星測位システム(GNSS)に対応した平面直角座標系(X’Y’Z’)を有し、
前記仮想地盤改良工事現場(200)は前記平面直角座標系(X’Y’Z’)に対応した仮想平面直角座標系(X’Y’Z’_v)を有し、
「前記仮想施工機(1v)の前記仮想平面直角座標系(X’Y’Z’_v)における寸法、座標、移動方向および移動量」は、「対応する前記施工機(1)の前記平面直角座標系(X’Y’Z’)における寸法、座標、移動方向および移動量」に等しくなるように構成されている
ことを特徴とするVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システム。
In the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to claim 11,
The actual ground improvement work site (300) has a plane rectangular coordinate system (X'Y'Z') corresponding to a predetermined satellite positioning system (GNSS),
The virtual ground improvement construction site (200) has a virtual plane rectangular coordinate system (X'Y'Z'_v) corresponding to the plane rectangular coordinate system (X'Y'Z'),
"Dimensions, coordinates, movement direction, and movement amount of the virtual construction machine (1v) in the virtual plane rectangular coordinate system (X'Y'Z'_v)" are "the dimensions, coordinates, movement direction, and movement amount of the virtual construction machine (1v) in the plane orthogonal coordinate system (X'Y'Z'_v)" A remote construction management system for ground improvement work using VR technology, characterized in that the system is configured so that the dimensions, coordinates, direction of movement, and amount of movement in a coordinate system (X'Y'Z') are equal to each other.
請求項11に記載のVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムにおいて、
前記仮想施工機(1v)は、前記施工機(1)の全ての構成部品についての正投影図法に係る2次元図面データを3次元図面データに変換し、各構成部品についての3次元図面データを所定の3次元設計アプリケーション上で実際の組立工程に従って仮想的に組み立てた、外部構造だけでなく内部構造まで再現された前記施工機(1)の3次元コンピュータグラフィックモデルに相当する
ことを特徴とするVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システム。
In the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to claim 11,
The virtual construction machine (1v) converts the two-dimensional drawing data related to the orthographic projection method for all the component parts of the construction machine (1) into three-dimensional drawing data, and converts the three-dimensional drawing data for each component into three-dimensional drawing data. It corresponds to a three-dimensional computer graphic model of the construction machine (1) that is virtually assembled according to an actual assembly process on a predetermined three-dimensional design application and reproduces not only the external structure but also the internal structure. A remote construction management system for ground improvement work using VR technology.
請求項11に記載のVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムにおいて、
前記仮想地盤改良工事現場(200)の一部又は全部は、測距・測角装置(11)によって取得された座標の測点群データを、隣り合う一の測点と他の測点を直線で結んで多角形の網目にした多角形メッシュデータによって表されている
ことを特徴とするVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システム。
In the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to claim 11,
A part or all of the virtual ground improvement construction site (200) uses the coordinate measurement point group data acquired by the distance measurement/angle measurement device (11) to connect one adjacent measurement point and another measurement point in a straight line. A remote construction management system for ground improvement work using VR technology, which is represented by polygonal mesh data connected by .
請求項11に記載のVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムにおいて、
前記仮想地盤改良工事現場(200)は、施工に係る仮想位置(PTv)、仮想施工手段(Ctv)又は仮想施工対象物(9v)に対し、図形、記号、ピクトグラム、数値、グラフまたは色彩を重ねて表示させる、或いはハイライトさせることが可能である
ことを特徴とするVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システム。
In the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to claim 11,
The virtual ground improvement construction site (200) superimposes figures, symbols, pictograms, numerical values, graphs, or colors on the virtual position (PTv), virtual construction means (Ctv), or virtual construction object (9v) related to construction. A remote construction management system for ground improvement work using VR technology, which is characterized in that it is possible to display or highlight.
請求項11に記載のVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムにおいて、
前記サーバー装置(10)又は前記ユーザー端末装置(20)は、前記仮想施工機(1v)の移動可能領域を規定する仮想境界線(BLv)を前記仮想地盤改良工事現場(200)に設定し、前記仮想施工機(1v)が前記仮想境界線(BLv)から外れる前記操作機(40)による操作を無効化することができる
ことを特徴とするVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システム。
In the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to claim 11,
The server device (10) or the user terminal device (20) sets a virtual boundary line (BLv) that defines a movable area of the virtual construction machine (1v) at the virtual ground improvement work site (200), A remote construction management system for ground improvement work using VR technology, characterized in that the virtual construction machine (1v) can invalidate operations by the operating machine (40) that deviate from the virtual boundary line (BLv). .
請求項11に記載のVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムにおいて、
前記サーバー装置(10)又は前記ユーザー端末装置(20)は、前記施工機(1)に対する操作順、操作間隔および操作量をまとめて一括操作指令として記憶し、必要に応じ前記機械制御装置(80)に送信し、
前記機械制御装置(80)は前記一括操作指令を記憶する
ことを特徴とするVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システム。
In the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to claim 11,
The server device (10) or the user terminal device (20) stores the operation order, operation interval, and operation amount for the construction machine (1) as a collective operation command, and as necessary, the machine control device (80) ) and
The machine control device (80) stores the batch operation command. A remote construction management system for ground improvement work using VR technology.
請求項11に記載のVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システムにおいて、
前記仮想施工機(1v)は、実際の展示場を模した前記所定のコンピュータプログラムによって仮想的に再現された仮想展示場(700)に仮想的に展示されている
ことを特徴とするVR技術を用いた地盤改良工事の遠隔施工管理システム。
In the remote construction management system for ground improvement work using VR technology according to claim 11,
The virtual construction machine (1v) is virtually exhibited in a virtual exhibition hall (700) that is virtually reproduced by the predetermined computer program that imitates an actual exhibition hall. A remote construction management system for ground improvement work was used.
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