CN109073379B - 管理系统 - Google Patents
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Abstract
一种管理系统,其包括:位置检测部,其求取作业机械的位置;姿态检测部,其求取作业机械的姿态;对象检测部,其求取埋设物的三维形状;位置运算部,其利用由位置检测部求出的作业机械的位置、由姿态检测部求出的作业机械的姿态、以及由对象检测部求出的埋设物的三维形状,来求取埋设物的位置;以及信息获取部,其获取埋设物信息,该埋设物信息至少包含由位置运算部求出的埋设物的位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种管理系统,其用于管理埋设于地下的埋设物的位置。
背景技术
目前存在具有拍摄装置的作业机械。专利文献1中记载了以下技术:基于存储于存储部的施工计划数据、以及立体拍摄装置的位置信息,来生成施工计划图像数据,将施工计划图像数据与由立体拍摄装置拍摄到的现状图像数据重合,将重合后的合成图像在三维显示装置上进行三维显示。
专利文献1:日本特开2013-036243号公报
发明内容
在作业机械对对象进行施工时,有时需要进行挖土作业。在存在埋设于地下的埋设物的情况下,若不知晓埋设物的存在而进行作业,则作业机械可能会对埋设物造成损伤。因此,希望能够在事前获得至少包含埋设物的位置的信息(以下适当地称为埋设物信息)。埋设物信息是通过作业者的测量而获得的,因此获得埋设物信息所需的作业负担会加重。
本发明的目的在于,实现降低获得埋设物信息所需的作业负担以及降低在施工中损伤埋设物的可能性中的至少一方。
根据本发明的第1形态,提供一种管理系统,其包括:位置检测部,其求取作业机械的位置;姿态检测部,其求取上述作业机械的姿态;对象检测部,其求取埋设物的三维形状;位置运算部,其利用由上述位置检测部求出的上述作业机械的位置、由上述姿态检测部求出的上述作业机械的姿态、以及由上述对象检测部求出的上述埋设物的三维形状,来求取上述埋设物的位置;以及信息获取部,其获取埋设物信息,该埋设物信息至少包含由上述位置运算部求出的上述埋设物的位置。
根据本发明的第2形态,提供一种管理系统,其是在第1形态中,上述对象检测部具有安装于上述作业机械的立体拍摄装置,该立体拍摄装置包括至少一对拍摄装置;上述管理系统具有标识符赋予部,该标识符赋予部对由上述拍摄装置拍摄到的上述埋设物的图像附加标识符。
根据本发明的第3形态,提供一种管理系统,其包括:位置检测部,其求取作业机械的位置;姿态检测部,其求取上述作业机械的姿态;作业机位置检测部,其求取上述作业机械具有的作业机的至少一部分的位置;位置运算部,其利用由上述位置检测部求出的上述作业机械的位置、由上述姿态检测部求出的上述作业机械的姿态、以及由上述作业机位置检测部求出的上述作业机的一部分的位置,来求取埋设物的位置;以及信息获取部,其获取埋设物信息,该埋设物信息至少包含由上述位置运算部求出的上述埋设物的位置。
根据本发明的第4形态,提供一种管理系统,其是在第1形态至第3形态中的任意一个中,上述埋设物信息还包含上述埋设物的大小、上述埋设物的种类以及获得上述埋设物信息的时间中的至少一个。
根据本发明的第5形态,提供一种管理系统,其是在第1形态至第4形态中的任意一个中,具有:存储装置,其存储所述埋设物信息。
根据本发明的第6形态,提供一种管理系统,其包括:位置检测部,其求取作业机械的位置;至少一个拍摄装置,其拍摄埋设物;以及信息获取部,其获取由上述拍摄装置获得的上述埋设物的图像,其中,上述信息获取部在上述埋设物的图像上附加表示在上述图像内包含埋设物的标识符、以及拍摄到上述埋设物的图像时上述作业机械的位置和时间,并进行存储。
根据本发明的形态,能够实现降低获得埋设物信息所需的作业负担以及降低在施工中损伤埋设物的可能性中的至少一方。
附图说明
图1为表示实施方式1涉及的液压挖掘机的立体图。
图2为实施方式1涉及的液压挖掘机的驾驶席附近的立体图。
图3为表示实施方式1涉及的形状测量系统以及管理系统的图。
图4为表示液压挖掘机具有的各种电子仪器以及管理装置的硬件构成示例的图。
图5为用于对实施方式1涉及的形状测量系统所求取的形状信息进行说明的图。
图6为表示将埋设物设置于坑内的状态的一个示例的图。
图7为表示由一对拍摄装置拍摄到的埋设物的距离图像的一个示例的图。
图8为表示包含埋设物信息的埋设物的数据库的一个示例的图。
图9为表示实施方式1涉及的管理方法的处理例的流程图。
图10为表示实施方式1涉及的管理方法的另一个处理例的流程图。
图11为表示在实施方式2中,利用作业机来测量埋设物的位置的示例的图。
图12为表示实施方式3涉及的检测图像的一个示例的图。
具体实施方式
参照附图,对用于实施本发明的方式(实施方式)进行详细地说明。
实施方式1
液压挖掘机的整体构成
图1为表示实施方式1涉及的液压挖掘机1的立体图。图2为实施方式1涉及的液压挖掘机1的驾驶席附近的立体图。作为作业机械的液压挖掘机1具有车身1B以及作业机2。车身1B具有回转体3、驾驶室4、以及行走体5。回转体3被安装于行走体5而能够以回转中心轴Zr为中心回转。回转体3收纳液压泵以及发动机等装置。
回转体3安装有作业机2而进行回转。在回转体3的上部安装有扶手9。在扶手9安装有天线21、22。天线21、22是用于GNSS(Global Navigation Satellite Systems,GNSS是指全球导航卫星系统)的天线。天线21、22沿着与车身坐标系(Xm,Ym,Zm)的Ym轴平行的方向,隔开规定距离地配置。天线21、22接收GNSS电波,并输出与接收到的GNSS电波对应的信号。天线21、22也可以是用于GPS(Global Positioning System,全球定位系统)的天线。
驾驶室4设置于回转体3的前部。在驾驶室4的顶棚安装有通信用的天线25A。行走体5具有履带5a、5b。通过履带5a、5b旋转,液压挖掘机1得以行走。
作业机2安装于车身1B的前部。作业机2具有动臂6、斗杆7、作为作业部件的铲斗8、动臂缸10、斗杆缸11以及铲斗缸12。在实施方式中,车身1B的前方是指从图2中所示的驾驶席4S的椅背4SS朝向操作装置35的方向一侧。车身1B的后方是指从操作装置35朝向驾驶席4S的椅背4SS的方向一侧。车身1B的前部是车身1B的前方一侧的部分,即与车身1B的配重体WT相反的一侧的部分。操作装置35是用于操作作业机2以及回转体3的装置,具有右侧杆35R以及左侧杆35L。
图1中所示的动臂缸10、斗杆缸11以及铲斗缸12,分别是由液压油的压力即液压驱动的液压缸。动臂缸10通过液压而伸缩,由此驱动动臂6。斗杆缸11通过液压而伸缩,由此驱动斗杆7。铲斗缸12通过液压而伸缩,由此驱动铲斗8。
铲斗8具有多个铲齿8B。多个铲齿8B沿着铲斗8的宽度方向排成一列。铲齿8B的前端为齿尖8BT。铲斗8是作业部件的一个示例。作业部件并不限定于铲斗8。
回转体3具有作为位置检测部的一个示例的位置检测装置23、以及作为姿态检测部的一个示例的IMU(Inertial Measurement Unit,惯性测量装置)24。位置检测装置23求取液压挖掘机1的位置。具体而言,位置检测装置23利用从天线21、22获得的信号,检测在全局坐标系(Xg,Yg,Zg)中的天线21、22的当前位置以及回转体3的方位并将其输出。回转体3的方位表示在全局坐标系中的回转体3的朝向。回转体3的朝向例如可以表示绕全局坐标系的Zg轴的回转体3的前后方向的朝向。方位角是在回转体3的前后方向上的基准轴绕全局坐标系的Zg轴的旋转角。回转体3的方位通过方位角来进行表示。
IMU24求取液压挖掘机1的姿态。液压挖掘机1的姿态由侧倾角θr、俯仰角θp以及方位角θd表示。从作用于液压挖掘机1的加速度以及角速度,可以得出液压挖掘机1的侧倾角θr、俯仰角θp以及方位角θd。IMU24检测作用于自身加速度以及角速度即作用于液压挖掘机1的加速度以及角速度,求取液压挖掘机1的侧倾角θr、俯仰角θp以及方位角θd并将其输出。如此,IMU24求取液压挖掘机1的姿态。也可以是运算装置利用IMU24检测出的加速度以及角速度,来求取液压挖掘机1的侧倾角θr、俯仰角θp以及方位角θd。这种情况下,IMU24与上述运算装置构成姿态检测部。液压挖掘机1的侧倾角θr、俯仰角θp以及方位角θd也可以由IMU24以外的装置,例如陀螺仪等来进行求取。
拍摄装置
如图2所示,液压挖掘机1在驾驶室4内具有多个拍摄装置30a、30b、30c、以及30d。以下,在不区分多个拍摄装置30a、30b、30c、以及30d的情况下,适当地称为拍摄装置30。多个拍摄装置30中的拍摄装置30a以及拍摄装置30c配置于作业机2一侧。拍摄装置30的种类不限,在实施方式中,例如可使用具有CCD(Couple Charged Device,电荷耦合器件)图像传感器或者CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)图像传感器的拍摄装置。
如图2所示,拍摄装置30a与拍摄装置30b相隔规定的间隔朝向相同方向或不同方向地配置于驾驶室4内。拍摄装置30c与拍摄装置30d相隔规定的间隔朝向相同方向或不同方向地配置于驾驶室4内。多个拍摄装置30a、30b、30c、以及30d中的2个组合而构成立体拍摄装置。在实施方式中,构成为拍摄装置30a、30b组合而成的立体拍摄装置,以及拍摄装置30c、30d组合而成的立体拍摄装置。
在实施方式中,拍摄装置30a以及拍摄装置30b朝向上方,拍摄装置30c以及拍摄装置30d朝向下方。至少拍摄装置30a以及拍摄装置30c朝向液压挖掘机1的正面,在实施方式中为朝向回转体3的正面。拍摄装置30b以及拍摄装置30d可以配置成略朝向作业机2的方向,即拍摄装置30a以及拍摄装置30c侧的方向。
在实施方式中,液压挖掘机1具有4个拍摄装置30,但只要液压挖掘机1具有的拍摄装置30的数量至少为2个、即至少为一对即可,并不限定于4个。这是由于液压挖掘机1以至少一对拍摄装置30构成立体拍摄装置,来对对象进行立体拍摄。
多个拍摄装置30a、30b、30c、以及30d配置于驾驶室4内的前上方。上方是指与液压挖掘机1具有的履带5a、5b的接地面正交且远离接地面的方向的一侧。履带5a、5b的接地面是履带5a、5b中的至少一方接地的部分的、不在同一直线上的至少3个点所规定的平面。下方为与上方相反的方向的一侧,即与履带5a、5b的接地面正交且接近接地面的方向的一侧。
多个拍摄装置30a、30b、30c、以及30d对存在于液压挖掘机1的车身1B的前方的对象进行立体拍摄。对象例如包括液压挖掘机1将要进行施工的部分、施工中的部分、以及施工后的部分。以下适当地将这些称为施工对象。施工对象除了液压挖掘机1的施工对象,也可以是液压挖掘机1以外的作业机械的施工对象、以及在施工现场作业的作业者的施工对象。
多个拍摄装置30a、30b、30c、以及30d从液压挖掘机1的规定的位置检测对象,在实施方式1中是从驾驶室4内的前上方检测对象。在实施方式1中,利用由至少一对拍摄装置30进行的立体拍摄的结果,来对对象进行三维测量。配置多个拍摄装置30a、30b、30c、以及30d的位置并不限定于驾驶室4内的前上方。
多个拍摄装置30a、30b、30c、以及30d中,例如以拍摄装置30c为基准。多个拍摄装置30a、30b、30c、以及30d这4个分别具有坐标系。将这些坐标系适当地称为拍摄装置坐标系。图2中,仅示出作为基准的拍摄装置30c的坐标系(Xs,Ys,Zs)。拍摄装置坐标系的原点例如是各拍摄装置30a、30b、30c、以及30d的中心。
在实施方式1中,各拍摄装置30a、30b、30c、以及30d的拍摄范围比液压挖掘机1的作业机2可以施工的范围大。如此,则各拍摄装置30a、30b、30c、以及30d能够可靠地对作业机2能够挖掘的范围内的对象进行立体拍摄。
上述车身坐标系(Xm,Ym,Zm)是以固定于车身1B的原点为基准的坐标系,在实施方式1中,是以固定于回转体3的原点为基准的坐标系。在实施方式1中,车身坐标系(Xm,Ym,Zm)的原点例如是回转体3的回转支承的中心。回转支承的中心位于回转体3的回转中心轴Zr上。车身坐标系(Xm,Ym,Zm)的Zm轴是作为回转体3的回转中心轴Zr的轴,Xm轴是沿着回转体3的前后方向延伸并且与Zm轴正交的轴。Xm轴是回转体3的前后方向的基准轴。Ym轴是与Zm轴以及Xm轴正交的沿着回转体3的宽度方向延伸的轴。车身坐标系并不限定于实施方式1的示例。上述全局坐标系(Xg,Yg,Zg)是由GNSS测量的坐标系,是以固定于地球的原点为基准的坐标系。
形状测量系统以及管理系统
图3为表示实施方式1涉及的形状测量系统1S以及管理系统100的图。图3所示的形状测量系统1S以及管理系统100的装置构成是一个示例,其并不限定于实施方式1的装置构成。
形状测量系统1S包括多个拍摄装置30a、30b、30c、30d、以及检测处理装置51。形状测量系统1S安装于图1所示的液压挖掘机1的车身1B,在实施方式中是安装于回转体3。液压挖掘机1除了形状测量系统1S,还具有位置检测装置23、IMU24、通信装置25、输入装置52、传感器控制装置53、位置运算装置54、显示装置55以及施工管理装置56。
在实施方式1中,检测处理装置51、输入装置52、传感器控制装置53、位置运算装置54、显示装置55、施工管理装置56、位置检测装置23以及通信装置25与信号线59连接,彼此进行通信。在实施方式1中,利用信号线59进行的通信的规格为CAN(Controller AreaNetwork,控制器局域网),但并不限定于此。以下在提到液压挖掘机1时,有时是指液压挖掘机1具有的检测处理装置51以及输入装置52等各种电子装置。
图4为表示液压挖掘机1具有的各种电子仪器、以及管理装置61的硬件构成的示例的图。在实施方式1中,如图4所示,作为液压挖掘机1具有的各种电子仪器的检测处理装置51、输入装置52、传感器控制装置53、位置运算装置54、显示装置55、施工管理装置56、位置检测装置23及通信装置25、以及配置于液压挖掘机1外部的管理装置61,具有处理部PR、存储部MR和输入输出部IO。处理部PR例如通过如CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)这样的处理器以及存储器来实现。
存储部MR使用:RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)、ROM(Read OnlyMemory,只读存储器)、快闪存储器、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory,可擦可编程只读存储器)、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read OnlyMemory,电可擦可编程只读存储器)等非易失性或者易失性的半导体存储器、磁盘、软盘以及磁光盘中的至少一种。
输入输出部IO是供液压挖掘机1具有的各种电子仪器或者管理装置61与其他的电子仪器之间收发数据及信号等用的接口电路。
液压挖掘机1具有的各种电子仪器以及管理装置61在存储部MR存储有用于使处理部PR实现各自的功能的计算机程序。处理部PR从存储部MR读取并执行上述计算机程序,由此实现各个装置的功能。液压挖掘机1具有的各种电子仪器以及管理装置61可以用专用的硬件实现,也可以是多个处理电路协同实现各个功能。接下来对液压挖掘机1具有的各种电子仪器进行说明。
形状测量系统1S的检测处理装置51通过对由一对拍摄装置30拍摄到的对象的一对图像实施立体方式的图像处理,来求取对象的位置、具体来说是在三维坐标系中对象的坐标。由此,检测处理装置51利用通过以至少一对拍摄装置30对同一个对象进行拍摄而获得的一对图像,对对象进行三维测量。即,至少一对拍摄装置30以及检测处理装置51以立体方式对对象进行三维测量。立体方式的图像处理是指,从由2个不同的拍摄装置30对同一个对象进行观测而获得的2个图像,获得距该对象的距离的方法。距对象的距离例如可表现为通过浓淡处理将距对象的距离信息可视化的距离图像。距离图像相当于表示对象的三维形状的形状信息。
检测处理装置51获取由至少一对拍摄装置30检测出、即拍摄的对象的信息,并从获得的对象的信息求取表示对象的三维形状的形状信息。在实施方式1中,至少一对拍摄装置30通过拍摄对象而生成对象的信息并将其输出。对象的信息为由至少一对拍摄装置30拍摄到的对象的图像。检测处理装置51对对象的图像实施基于立体方式的图像处理,由此求取形状信息并将其输出。在实施方式中,是具有至少一对拍摄装置30的液压挖掘机1的施工对象或者施工后对象由至少一对拍摄装置30进行拍摄,但其他的作业机械70的施工对象或者施工后对象也可以由液压挖掘机1具有的至少一对拍摄装置30进行拍摄。
在实施方式1中,施工对象或者施工后对象只要是具有拍摄装置30的液压挖掘机1、其他的作业机械70、以及液压挖掘机1以外的作业机械及作业者中的至少一个的施工对象或者施工后对象即可。
检测处理装置51利用由至少一对拍摄装置30检测出的对象的信息,来求取表示对象的三维形状的形状信息并将其输出。具体地,检测处理装置51对由至少一对拍摄装置30拍摄的一对图像实施立体方式的图像处理,来求取形状信息并将其输出。
在实施方式1中,形状测量系统1S相当于求取对象的三维形状的对象检测部。即,在至少一对拍摄装置30检测对象的信息的同时,检测处理装置51利用由至少一对拍摄装置30检测出的对象的信息,来生成表示对象的三维形状的形状信息并将其输出。
在检测处理装置51连接有集线器31以及拍摄开关32。集线器31连接有多个拍摄装置30a、30b、30c、以及30d。也可以不使用集线器31,而是拍摄装置30a、30b、30c、以及30d与检测处理装置51连接。拍摄装置30a、30b、30c、以及30d对对象进行检测的结果,即对对象进行拍摄的结果,通过集线器31输入到检测处理装置51。检测处理装置51通过集线器31获取拍摄装置30a、30b、30c、以及30d拍摄到的结果,在实施方式中是获取对象的图像。在实施方式中,若操作拍摄开关32,则至少一对拍摄装置30拍摄对象。拍摄开关32设置于图2所示的驾驶室4内的操作装置35的附近。拍摄开关32的设置位置并不限定于此。
输入装置52是用于对形状测量系统1S、传感器控制装置53以及位置运算装置54等电子仪器发出命令、提供信息、或者改变设定的装置。输入装置52例如是按键、点击设备以及触控面板,但并不限定于这些。也可以通过在后述的显示装置55的画面55D上设置触控面板,来使得显示装置55具有输入功能。这种情况下,液压挖掘机1也可以不具有输入装置52。
传感器控制装置53与用于检测液压挖掘机1的状态的信息以及液压挖掘机1周围的状态的信息的传感器类器件连接。传感器控制装置53将从传感器类器件获得的信息转换成其他电子仪器能够进行处理的格式并将其输出。液压挖掘机1的状态的信息例如是液压挖掘机1的姿态的信息以及作业机2的姿态的信息等。在图3所示的示例中,作为检测液压挖掘机1的状态的信息的传感器,IMU24、第1角度检测部18A、第2角度检测部18B以及第3角度検出部18C与传感器控制装置53连接,但传感器类器件并不限定于这些。
在实施方式1中,第1角度检测部18A、第2角度检测部18B以及第3角度检测部18C例如是行程传感器。它们分别通过检测动臂缸10、斗杆缸11以及铲斗缸12的行程长度,来间接地检测动臂6相对于车身1B的旋转角、斗杆7相对于动臂6的旋转角、以及铲斗8相对于斗杆7的旋转角。根据由第1角度检测部18A、第2角度检测部18B以及第3角度检测部18C检测出的动臂6相对于车身1B的旋转角、斗杆7相对于动臂6的旋转角和铲斗8相对于斗杆7的旋转角、以及作业机2的尺寸,能够得知在车身坐标系中作业机2的一部分的位置。例如,作为作业机2的一部分的位置,例如是铲斗8的齿尖8BT的位置。第1角度检测部18A、第2角度检测部18B以及第3角度检测部18C也可以是电位计或者倾斜计,而代替行程传感器。
施工管理装置56例如收集检测处理装置51求出的形状信息中的液压挖掘机1对施工对象进行施工的施工结果的形状信息、以及表示液压挖掘机1将要进行施工的对象的现状地形的形状信息中的至少一方,并使其存储于存储部56M。施工管理装置56将存储于存储部56M的形状信息通过通信装置25向管理装置61或者移动终端装置64发送。施工管理装置56将存储于存储部56M的施工结果的形状信息通过通信装置25向管理装置61或者移动终端装置64发送。施工管理装置56也可以收集检测处理装置51求出的形状信息以及目标施工信息中的至少一方,不将其存储于存储部56M而向管理装置61或者移动终端装置64发送。存储部56M相当于图4中所示的存储部MR。
施工管理装置56也可以设置于液压挖掘机1的外部,例如设置于管理装置61。这种情况下,施工管理装置56从液压挖掘机1通过通信装置25获取施工结果的形状信息、以及表示液压挖掘机1将要进行施工的对象的现状地形的形状信息中的至少一方。
施工结果例如是通过由至少一对拍摄装置30对施工后的对象进行拍摄后,检测处理装置51对拍摄结果实施基于立体方式的图像处理而求出的形状信息。以下,为了与施工结果相区别,将表示液压挖掘机1将要进行施工的对象的现状地形的形状信息适当地称为现状地形信息。如此,形状信息包含:其为液压挖掘机1、其他作业机械70以及作业者中的至少1个施工后的对象的形状信息的情况、以及其为液压挖掘机1、其他作业机械70以及作业者中的至少1个将要进行施工的对象的形状信息的情况。
施工管理装置56例如在一天的作业结束后收集施工结果,并向管理装置61以及移动终端装置64中的至少一方发送,或者在一天的作业中多次收集施工结果,并向管理装置61以及移动终端装置64中的至少一方发送。施工管理装置56也可以例如在早上作业之前,将施工前的形状信息即现状地形信息向管理装置61或者移动终端装置64发送。
显示装置55在如液晶显示面板这样的显示器的画面55D上显示液压挖掘机1的信息,或将施工的引导图像显示于画面55D。此外,在实施方式1中,显示装置55求取作业机2的位置、例如求取铲斗8的齿尖8BT的位置。
显示装置55获取由位置检测装置23检测出的天线21、22的当前位置、由第1角度检测部18A、第2角度检测部18B以及第3角度检测部18C检测出的旋转角、存储于存储部MR的作业机2的尺寸、以及IMU24的输出数据,并利用它们来求取铲斗8的齿尖8BT的位置。在实施方式1中,显示装置55求取铲斗8的齿尖8BT的位置,但铲斗8的齿尖8BT的位置也可以由显示装置55以外的装置求取。
通信装置25为实施方式1中的通信部。通信装置25与管理设施60的管理装置61、其他的作业机械70以及移动终端装置64中的至少一个通过通信线路NTW进行通信,互相传送信息。在通信装置25所传送的信息中,在从液压挖掘机1向管理装置61、其他作业机械70以及移动终端装置64中的至少一个发送的信息中,包含埋设物信息。埋设物信息是至少包含埋藏于地下的物体即埋设物的位置的信息。埋设物的位置为三维位置。埋设物信息可以由检测处理装置51的存储部、输入装置52的存储部或者施工管理装置56的存储部56M存储后通过通信装置25被发送,也可以不经存储被发送。此外,埋设物信息也可以包含关于埋设物的种类或者特性的信息。例如,可以是表示某个埋设物为水道管道的信息。
在实施方式1中通信装置25通过无线通信进行通信。因此,通信装置25具有无线通信用的天线25A。移动终端装置64例如是由管理液压挖掘机1的作业的管理者持有,但并不限定于此。其他作业机械70具有与液压挖掘机1以及管理装置61中的至少一方进行通信的功能。通信装置25也可以与管理设施60的管理装置61、其他作业机械70以及移动终端装置64中的至少一个通过有线通信进行通信,彼此传送信息。
管理系统100包括液压挖掘机1的位置检测装置23、IMU24、形状测量系统1S、位置运算装置54、以及管理设施60的管理装置61。在管理设施60配置有管理装置61以及通信装置62。管理装置61通过通信装置62以及通信线路NTW,至少与液压挖掘机1进行通信。管理装置61也可以与移动终端装置64进行通信,或者与其他作业机械70进行通信。液压挖掘机1与其他作业机械70也可以搭载无线通信仪器而能够直接进行无线通信。并且,也可以是液压挖掘机1以及其他作业机械70中的至少一方搭载有能够将在管理设施60的管理装置61等被实施的处理实施的电子仪器。在实施方式1中,能够将在管理设施60的管理装置61等被实施的处理实施的电子仪器是液压挖掘机1的施工管理装置56。
管理装置61从液压挖掘机1至少获取埋设物信息,并管理埋设物被埋设的位置、埋设物的大小以及埋设物的种类等。
对象的拍摄以及形状信息的生成
图5为用于对实施方式1涉及的形状测量系统1S求取的形状信息进行说明的图。在实施方式1中,形状测量系统1S拍摄的对象OBP位于液压挖掘机1的前方。形状信息基于对象OBP求取。对象OBP例如例示埋藏于地下的埋设物以及液压挖掘机1的施工对象。形状测量系统1S在基于对象OBP生成形状信息的情况下,使至少一对拍摄装置30拍摄对象OBP。在实施方式1中,若液压挖掘机1的操作者操作图3所示的拍摄开关32向检测处理装置51输入拍摄指令,则检测处理装置51使至少一对拍摄装置30拍摄对象OBP。
形状测量系统1S的检测处理装置51对由至少一对拍摄装置30拍摄到的对象OBP的图像实施基于立体方式的图像处理,求取对象OBP的位置信息,在实施方式1中是求取对象OBP的三维形状。检测处理装置51求出的对象OBP三维形状是在拍摄装置30的坐标系中的信息,因此被转换成全局坐标系中的位置信息。全局坐标系中的对象,例如对象OBP的位置信息为形状信息。在实施方式1中,形状信息为至少包含一个全局坐标系中的对象OBP的表面的位置Pr(Xg,Yg,Zg)的信息。位置Pr(Xg,Yg,Zg)为全局坐标系中的坐标,是三维位置信息。
位置运算装置54将根据由至少一对拍摄装置30拍摄到的图像获得的对象OBP的三维形状,即由三维的坐标表示的位置,转换成全局坐标系中的位置。对象OBP的表面的位置包含施工前、施工后以及施工途中的对象OBP的表面的位置。
检测处理装置51对由至少一对拍摄装置30拍摄到的对象OBP的区域整体,输出对象OBP的三维形状。对象OBP的三维形状作为对象OBP的表面的位置Pr而被输出。作为位置运算部的位置运算装置54利用由作为位置检测部的位置检测装置23求出的液压挖掘机1的位置、由作为姿态检测部的IMU24求出的液压挖掘机1的姿态、由形状测量系统1S求出的对象OBP的三维形状,来求取对象OBP的全局坐标系中的位置Pr(Xg,Yg,Zg)并将其输出。即,位置运算部将对象OBP的位置,在实施方式1中为三维位置,从拍摄装置坐标系转换成全局坐标系中的位置并将其输出。
位置运算装置54在求取全局坐标系中的位置Pr(Xg,Yg,Zg)时,将拍摄装置坐标系中的对象OBP的位置Ps(Xs,Ys,Zs)转换成全局坐标系中的位置Pr(Xg,Yg,Zg)。在拍摄装置坐标系中的对象OBP的位置Ps(Xs,Ys,Zs)是通过由至少一对拍摄装置30拍摄后,由检测处理装置51实施基于立体方式的图像处理而获得的。位置运算装置54利用由位置检测装置23求出的全局坐标系中的液压挖掘机1的天线21、22的位置、以及由IMU24求出的液压挖掘机1的侧倾角θr、俯仰角θp和方位角θd,实施由拍摄装置坐标系向全局坐标系的转换。
由形状测量系统1S检测的对象OBP包括液压挖掘机1将要进行施工的部分、以及由液压挖掘机1施工后的部分。由液压挖掘机1施工后的部分包含埋设物。形状测量系统1S以及位置运算装置54利用上述方法求取全局坐标系中的埋设物的位置并将其输出。
由位置运算装置54求出的全局坐标系中的位置Pr(Xg,Yg,Zg)例如被存储于施工管理装置56的存储部56M、通过通信装置25向管理装置61发送、或者向移动终端装置64发送。被发送至管理装置61的位置Pr(Xg,Yg,Zg)例如被存储于存储部61M。存储部61M相当于图4所示的存储部MR。位置Pr(Xg,Yg,Zg)向移动终端装置64发送的情况下,数据文件也可以存储于移动终端装置64的存储部。
埋设物的管理
图6为表示将埋设物TU设置于坑H内的状态的一个示例的图。埋设物TU被设置于由液压挖掘机1挖掘出的坑H。埋设物TU例如例示为水道管道、供气管道以及下水管道等管道。此外,电线以及通信线路等各种线缆类也是埋设物TU。埋设物TU不限定于这些,可以是所有埋藏于地下的物体。
液压挖掘机1在对对象施工时,若不知晓地下存在埋设物TU而进行作业,则可能对埋设物TU造成损伤。为了确认埋设物TU是否按照设计被埋设,作业者需要对埋设物TU的位置以及斜度等进行测量。将测量出的埋设物TU的位置以及斜度等制作成数据库并进行管理,用于在施工时确认埋设物TU被埋设于何处。理想的是,即使没有作业者,通过对埋设物TU的位置以及斜度等进行测量,也能实现作业的高效化。
在实施方式1中,管理系统100获取至少包含由位置检测装置23、IMU24、形状测量系统1S以及位置运算装置54求出的埋设物TU的位置Ptu(Xtu,Ytu,Ztu)的埋设物信息。具体地,管理系统100的管理装置61获取埋设物信息并将其存储于存储部61M。埋设物信息包含埋设物TU的位置Ptu(Xtu,Ytu,Ztu),因此通过参照存储于存储部61M的埋设物信息能够获得埋设物TU的位置Ptu(Xtu,Ytu,Ztu)。
例如,管理装置61或者液压挖掘机1的施工管理装置56将液压挖掘机1将要进行施工的地点的位置作为关键字,来搜索存储于存储部61M的埋设物信息,由此能够掌握将要进行施工的地点的地下是否存在埋设物TU。由于包含于埋设物信息的埋设物TU的位置Ptu(Xtu,Ytu,Ztu)是全局坐标系(Xg,Yg,Zg)中的三维的坐标,因此参照埋设物信息,可以得知埋设物TU被埋设的深度。例如,液压挖掘机1的显示装置55从管理装置61或者液压挖掘机1的施工管理装置56获取在将要进行施工的地点埋设有埋设物TU的信息、以及埋设物TU的位置,并将其显示于画面55D。
通过这样的处理,液压挖掘机1的操作者能够掌握在将要进行施工的地点存在埋设物TU、以及埋设物TU的深度。其结果,能够降低由于不知晓地下存在埋设物TU而进行作业而导致对埋设物TU造成损伤的可能性。此外,埋设物信息可以根据通过至少一对拍摄装置30以及检测处理装置51以立体方式对埋设物TU进行三维测量而获得的埋设物TU的三维形状来求取。由此,即使没有作业者,也能够进行对埋设物TU的位置以及斜度等的测量,因此能够实现作业的高效化。埋设物TU的斜度仅需获得埋设物TU的多个位置即可求出。
图7为表示由一对拍摄装置30拍摄到的埋设物TU的距离图像PTtu的一个示例的图。距离图像PTtu是通过由一对拍摄装置30拍摄后,由检测处理装置51实施基于立体方式的图像处理而获得的,表示从一对拍摄装置30到对象的距离的距离图像。距离图像为三维数据。在距离图像PTtu每隔规定的间隔,设有例如像网格那样的要素。各要素具有拍摄装置坐标系中的三维位置的信息。通过对该距离图像PTtu进行坐标转换,各要素的三维位置被转换成全局坐标系中的三维位置。
埋设物信息包含的埋设物TU的位置是与距离图像PTtu中的埋设物TU对应的要素所具有的三维位置。从拍摄到埋设物TU的图像获得的距离图像PTtu包含埋设物TU的位置信息。即,根据拍摄到埋设物TU的图像求取距离图像PTtu,即相当于求取埋设物TU的三维位置。通过确定与距离图像PTtu中的埋设物TU对应的要素,可以确定埋设物TU的三维位置。埋设物TU的位置可以是埋设物TU的有代表性的位置,也可以是埋设物TU的各要素各自的位置,还可以是埋设物TU的一部分要素的位置。例如,若埋设物是图7所示那样的某种管道,则可以将通过管道的中心的直线位置作为埋设物TU的位置。或者也可以将管道的z方向上端部作为管道的位置。
如图7所示,在距离图像PTtu中,除埋设物TU以外还显示周围的土地。其中,可以是与埋设物TU对应的要素包含表示该要素为埋设物的信息即埋设物信息,与周围的土地对应的要素不包含埋设物信息。
距离图像在与埋设物TU对应的要素中包含埋设物TU的位置Ptu。埋设物TU的位置Ptu可以根据距离图像PTtu中的与埋设物TU对应的要素具有的埋设物TU的坐标求取。因此,埋设物信息包含距离图像自身、以及从距离图像提取出的埋设物TU的位置Ptu中的至少一方即可。
在实施方式1中,检测处理装置51对埋设物TU的距离图像PTtu附加标识符ID。即,检测处理装置51对应于标识符赋予部。通过对埋设物TU的距离图像PTtu附加标识符ID,可以从通过由拍摄装置30拍摄后实施基于立体方式的图像处理而获得的多个距离图像PTtu中,确定出埋设物TU的距离图像PTtu。
在实施方式1中,也可以是:位置运算装置54从检测处理装置51生成的埋设物TU的距离图像PTtu或者检测处理装置51处理前的图像中,提取与埋设物TU对应的要素,并利用提取出的要素来求取埋设物TU的位置以及尺寸。位置运算装置54对埋设物TU的距离图像PTtu或者检测处理装置51处理前的图像实施边缘提取处理或者图案识别处理等,来提取与埋设物TU对应的要素。在埋设物TU为管道的情况下,埋设物TU的尺寸例示为埋设物TU的直径Du以及长度L。
由位置运算装置54求出的埋设物TU的位置Ptu(Xtu,Ytu,Ztu)由施工管理装置56获取。施工管理装置56生成至少包含埋设物TU的位置Ptu(Xtu,Ytu,Ztu)的埋设物信息,存储于存储部56M,或者通过通信装置25向管理设施60的管理装置61发送。管理装置61将从液压挖掘机1的施工管理装置56接收的埋设物信息存储于存储部61M中,并生成埋设物TU的数据库。如此,管理装置61相当于获取由施工管理装置56求出的埋设物信息的信息获取部。在移动终端装置64从施工管理装置56获取埋设物信息的情况下,移动终端装置64相当于信息获取部。在施工管理装置56将埋设物信息存储于存储部56M的情况下,存储部56M相当于信息获取部。
图8为表示包含埋设物信息IFd的埋设物TU的数据库DB的一个示例的图。数据库DB例如存储于管理装置61的存储部61M中。数据库DB包含多个埋设物信息IFd1、IFd2、……IFdn。在实施方式1中,埋设物信息IFd包含埋设物TU的位置Ptu以及距离图像PTtu中的至少一方,还包含标识符ID、埋设物TU的种类TY、埋设物TU的尺寸Sz、以及获得埋设物信息IFd的时间DT。埋设物信息IFd至少包含埋设物TU的位置Ptu以及距离图像PTtu中的至少一方即可,还可以包含标识符ID、埋设物TU的种类TY等作为附加信息。附加信息并不限定于标识符ID、埋设物TU的种类TY、埋设物TU的尺寸Sz、以及获得埋设物信息IFd的时间DT。
在实施方式1中,是液压挖掘机1的位置运算装置54自动地求取埋设物TU的位置Ptu,但也可以是管理装置61自动地求取埋设物TU的位置Ptu。这种情况下,管理装置61从埋设物信息IFd中包含的距离图像PTtu中提取与埋设物TU对应的要素,并根据各要素具有的位置求取埋设物TU的位置Ptu。此外,也可以是移动终端装置64从埋设物信息IFd中包含的距离图像PTtu中提取与埋设物TU对应的要素,并根据各要素具有的位置求取埋设物TU的位置Ptu。
埋设物TU的位置Ptu也可以是通过管理装置61的操作者指定存在于埋设物TU的距离图像PTtu或者检测处理装置51处理前的图像中的埋设物TU来求取。具体地,管理装置61的操作者指定存在于埋设物TU的距离图像PTtu或者检测处理装置51处理前的图像中的埋设物TU。管理装置61根据存在于被指定的范围内的要素求取埋设物TU的位置Ptu。管理装置61将获得的埋设物TU的位置Ptu写入数据库DB。
液压挖掘机1的施工管理装置56将埋设物TU的位置Ptu以及距离图像PTtu中的至少一方作为埋设物信息IFd向管理装置61或者移动终端装置64发送。施工管理装置56还可以向管理装置61或者移动终端装置64发送标识符ID、埋设物TU的种类TY、埋设物TU的尺寸Sz、以及获得埋设物信息IFd的时间DT。此外,也可以是施工管理装置56将埋设物TU的距离图像PTtu作为埋设物情報IFd向管理装置61或者移动终端装置64发送,管理装置61或者移动终端装置64根据距离图像PTtu求取埋设物TU的位置Ptu、埋设物TU的种类TY、以及埋设物TU的尺寸Sz。这种情况下,也可以是施工管理装置56在发送埋设物信息IFd时,将获得距离图像PTtu的时间以及标识符ID附加给埋设物信息IFd而发送。此外,也可以是管理装置61或者移动终端装置64将从施工管理装置56接收到埋设物TU的距离图像PTtu的时间作为获得埋设物信息IFd的时间DT,并对接收到的距离图像PTtu附加标识符ID。
数据库DB每当从多个液压挖掘机1发送的埋设物信息IFd被管理装置61接收时被更新。液压挖掘机1、具体来说是施工管理装置56,通过在施工前访问管理装置61来获取埋设物信息IFd,能够判定在施工地点是否存在埋设物TU、以及在存在的情况下其存在于何种程度的深度等。更加详细地,若埋设物信息IFd包含埋设物TU的标识符ID或者种类TY、以及埋设物TU的位置Ptu或者距离图像PTtu,则能够根据埋设物信息IFd判定埋设物TU存在于何处。与将埋设物信息IFd存储于施工管理装置56的存储部56M的液压挖掘机1不同的作业机械,即其他作业机械70,可以在施工前访问管理装置61来获取埋设物信息IFd。此外,在多个施工现场,通过由液压挖掘机1具有的形状测量系统1S对埋设物TU进行测量,能够获取多个施工现场的埋设物信息IFd。
图9为表示实施方式1涉及的管理方法的处理例的流程图。该管理方法在获取埋设物信息IFd时实施。在步骤S101中,液压挖掘机1的位置运算装置54利用形状测量系统1S、位置检测装置23以及IMU24的检测值求取埋设物TU的位置。
如上所述,包含埋设物TU的距离图像PTtu包含埋设物TU的位置Ptu。因此,位置运算装置54通过将包含埋设物TU的位置Ptu的距离图像PTtu向全局坐标系进行坐标转换,来求取全局坐标系中的埋设物TU的位置Ptu、在实施方式1中为三维位置。位置运算装置54除了上述坐标转换,还可以从包含埋设物TU的距离图像PTtu提取与埋设物TU对应的要素,并将提取出的要素的三维位置作为埋设物TU的位置Ptu。
位置运算装置54例如可以从包含埋设物TU的距离图像PTtu提取埋设物TU的边缘或者特征部分,并将提取出的边缘或者特征部分以及存在于其内侧的要素的三维位置作为埋设物TU的位置Ptu。此外,位置运算装置54例如也可以使距离图像PTtu显示于显示装置55的画面55D,并且通过输入装置52将存在于由操作者指定的埋设物TU的范围内的要素的三维位置作为埋设物TU的位置。包含埋设物TU的要素可以从距离图像PTtu中提取,也可以从实施基于立体方式的图像处理前的图像中提取。若知晓距离图像PTtu中的埋设物TU的位置Ptu,则埋设物TU的尺寸Sz也可以求出。
施工管理装置56生成包含已获得的埋设物TU的位置Ptu的埋设物信息IFd。在步骤S102中,管理装置61从液压挖掘机1获取埋设物情報IFd,并将其存储于存储部61M。
图10为表示实施方式1涉及的管理方法的另一个处理例的流程图。该管理方法是在液压挖掘机1施工时利用埋设物信息IFd的情况的方法。首先,液压挖掘机1的施工管理装置56使一对拍摄装置30拍摄施工对象。位置运算装置54利用形状测量系统1S、位置检测装置23以及IMU24的检测值来求取施工对象的位置。在步骤S201中,施工管理装置56获取由位置运算装置54求出的施工对象的位置。
在步骤S202中,以在步骤S201中求出的施工对象的位置作为关键字,搜索埋设物TU的位置Ptu。具体地,施工管理装置56将在步骤S201中求出的施工对象的位置发送至管理装置61。管理装置61将接收到的施工对象的位置作为关键字,在存储于存储部61M中的数据库DB中进行搜索。这种情况下,将施工对象的位置中的X坐标以及Y坐标作为关键词,在数据库DB中进行搜索。管理装置61将搜索结果发送至施工管理装置56。
在施工管理装置56从管理装置61获取了在施工对象的位置埋设有埋设物TU这样的搜索结果的情况下,在步骤S203中,使显示装置55告知在施工对象的位置存在有埋设物TU。在施工管理装置56从管理装置61获取了在施工对象的位置没有埋设埋设物TU这样的搜索结果的情况下,使显示装置55告知在施工对象的位置不存在埋设物TU。
在实施方式1中,检测处理装置51对由拍摄装置30拍摄到的图像实施基于立体方式的图像处理而实现了三维测量,但并不限定于此。例如,检测处理装置51也可以将由拍摄装置30拍摄到的图像发送至外部,而由外部的管理装置61或者外部的移动终端装置64实施基于立体方式的图像处理。
对液压挖掘机1的作业机2也可以基于埋设物信息IFd来进行控制。例如,由于根据埋设物信息IFd能够得知埋设物TU被埋设的位置,因此可以控制作业机2使其不与埋设物TU接触。具体地,根据作业机2的铲斗8的齿尖8BT与埋设物TU之间的距离,可停止作业机2的动臂6的下降以使铲斗8的齿尖8BT不与埋设物TU接触。
在实施方式1中,埋设物信息IFd是从施工管理装置56通过通信装置25而发送至管理装置61以及移动终端装置64中的至少一方,但并不限定于此。埋设物信息IFd例如也可以通过存储装置而被发送。此外,也可以是施工管理装置56与管理装置61和移动终端装置64中的至少一方有线连接,通过该有线连接,埋设物信息IFd被发送至管理装置61以及移动终端装置64中的至少一方。
在实施方式1中,距离图像PTtu的各要素由液压挖掘机1的位置运算装置54转换成全局坐标系中的位置,由此,埋设物TU在全局坐标系中的三维位置被位置运算装置54求取,但向全局坐标系的转换也可以由位置运算装置54以外的装置实施。例如,也可以是管理装置61或者移动终端装置64实施向全局坐标系的转换来求取埋设物TU的三维位置。这种情况下,管理装置61或者移动终端装置64从施工管理装置56获取包含拍摄装置坐标系的位置或者车身坐标系的位置的距离图像PTtu、以及位置检测装置23和IMU24的检测值。然后,管理装置61或者移动终端装置64可以利用获取到的信息,将距离图像PTtu的各要素中包含的位置转换成全局坐标系中的位置,并从包含埋设物TU的距离图像PTtu中提取与埋设物TU对应的要素,将提取出的要素的三维位置作为埋设物TU的位置。这种情况下,是由管理装置61或者移动终端装置64实现位置运算部的功能。
管理装置61或者移动终端装置64例如可以从包含埋设物TU的距离图像PTtu提取埋设物TU的边缘或者特征部分,并将提取出的边缘或者特征部分以及存在于其内侧的要素的三维位置作为埋设物TU的位置。此外,管理装置61或者移动终端装置64例如也可以将存在于由操作者指定的埋设物TU的范围内的要素的三维位置作为埋设物TU的位置。
在实施方式1中,液压挖掘机1的形状测量系统1S也可以不求取距离图像PTtu,即不求取三维位置,而将由至少1个拍摄装置30拍摄到的、实施基于立体方式的图像处理前的埋设物TU的图像(以下适当地称为处理前图像)、以及拍摄到处理前图像时的信息(以下适当地称为拍摄时信息)发送给管理装置61或者移动终端装置64。管理装置61的存储部61M或者移动终端装置64的存储部获取处理前图像,并对处理前图像附加拍摄时信息后将其存储。管理装置61的存储部61M或者移动终端装置64的存储部相当于信息获取部。
拍摄时信息至少包含表示该图像内包含埋设物的标识符、拍摄时液压挖掘机1的位置、以及时间。拍摄时信息还可以包含其他信息。其他信息例如为表示施工现场的标识符、液压挖掘机1的姿态等。接收到实施基于立体方式的图像处理前的图像、以及拍摄到该图像时的信息的管理装置61或者移动终端装置64基于接收到的图像以及信息求取距离图像PTtu以及埋设物信息IFd。
在实施方式1中,对象检测部为包括至少一对拍摄装置30的立体拍摄装置,但并不限定于此。例如,对象检测部也可以是激光扫描仪。对象检测部也可以搭载于无人机。这种情况下,由搭载于无人机的对象检测部检测出的埋设物TU的信息例如通过通信发送至形状测量系统1S。
在实施方式1中,是由位置运算装置54求取埋设物TU的位置Ptu,由施工管理装置56生成埋设物信息IFd,但并不限定于此。埋设物TU的位置Ptu以及埋设物信息IFd也可以由液压挖掘机1具有的其他电子仪器求取,还可以由管理装置61以及移动终端装置64求取。
在实施方式1中,检测处理装置51对埋设物TU的距离图像PTtu附加标识符ID,但也可以不对距离图像PTtu附加标识符ID。在实施方式中,标识符ID也可以附加给实施基于立体方式的图像处理前的图像。这种情况下,也可以是液压挖掘机1具有的其他电子仪器、管理装置61或者移动终端装置64对附加了标识符ID的图像处理前的图像实施基于立体方式的图像处理,来求取埋设物TU的位置Ptu。
实施方式1利用由位置检测部求出的作业机械的位置、由姿态检测部求出的作业机械的姿态、以及由对象检测部求出的埋设物的三维形状,来求取埋设物的位置,获得包含该埋设物的位置的埋设物信息。基于埋设物信息,能够得知埋设于地下的埋设物的位置,因此能够降低在施工中埋设物受到损伤的可能性。此外,实施方式1利用求取作业机械的位置的位置检测部、求取作业机械的姿态的姿态检测部、以及求取对象的三维形状的对象检测部,来自动地检测用于获取埋设物的位置的信息,且位置运算部利用检测出的信息自动地求取埋设物的位置。因此,根据实施方式1,通过作业机械的操作者的操作,能够简单地获得埋设物信息。其结果,实施方式1能够减轻获得埋设物信息所需的作业的负担,并且不再需要测量埋设物位置的作业者,所以能够实现获得埋设物信息所需的作业的省力化。即,实施方式1能够降低获得埋设物信息所需的作业的负担。
在实施方式1中公开的结构也可以应用于以下的实施方式中。
实施方式2
利用作业机2进行的埋设物TU的位置测量
图11为表示在实施方式2中,利用作业机2来测量埋设物TU的位置的示例的图。实施方式1涉及的液压挖掘机1利用包括至少一对拍摄装置30的形状测量系统1S、位置检测装置23以及IMU24的检测值来求取埋设物TU的位置Ptu。实施方式2与实施方式1不同之处在于,是通过将作业机2的一部分接触到埋设物TU时作业机2的一部分的位置作为埋设物TU的位置,来求取埋设物TU的位置。
在实施方式2中,作为作业机2的一部分,利用铲斗8的铲齿8B的齿尖8BT。铲斗8的齿尖8BT接触到埋设物TU时的位置Pb(Xb,Yb,Zb)为埋设物TU的位置Ptu。铲斗8的铲齿8B的齿尖8BT的位置Pb(Xb,Yb,Zb)如在实施方式1中说明的那样,由显示装置55求取。显示装置55为求取作业机2的至少一部分的位置的作业机位置检测部。
位置运算装置54利用由位置检测装置23求出的液压挖掘机1的位置、由IMU24求出的液压挖掘机1的姿态、作业机2的一部分接触到埋设物TU时由显示装置55检测出的作业机2的一部分的位置,来求取埋设物TU的位置。在埋设物TU为管道的情况下,根据在埋设物TU的长度方向上的第1位置Ptuf、以及从第1位置Ptuf沿着长度方向离开规定的距离的部分的第2位置Ptus,可以求取埋设物TU的斜度。
在实施方式2中,是由位置运算装置54求取齿尖8BT的位置作为埋设物TU的位置Ptu,由施工管理装置56生成埋设物信息IFd,但并不限定于此。埋设物TU的位置Ptu以及埋设物信息IFd也可以由液压挖掘机1具有的其他电子仪器求取,还可以由管理装置61以及移动终端装置64求取。例如,可以是管理装置61以及移动终端装置64获取由位置检测装置23检测出的天线21、22的当前位置、由第1角度检测部18A等检测出的作业机2的旋转角、作业机2的尺寸、以及IMU24的输出数据,来求取齿尖8BT的位置。
实施方式2能够起到与实施方式1同样的作用以及效果。而且,实施方式2还具有以下优点:即使在液压挖掘机1不具有拍摄装置30的情况下,只要液压挖掘机1具有位置检测装置23以及IMU24,就能够求取埋设物TU的位置Ptu。
实施方式3
在上述实施方式中,是由管理装置61的操作者或者液压挖掘机1的操作者利用作为位置运算部的位置运算装置54,指定存在于埋设物TU的距离图像PTtu或者检测处理装置51处理前的图像中的埋设物TU,由此来求取埋设物TU的位置Ptu,但也可以通过其他方法求取埋设物TU的位置Ptu。另外,在管理装置61的操作者指定埋设物TU的情况下,位置运算装置54也可以存在于管理装置61内。
图12为表示检测处理装置51处理前的由1个拍摄装置30拍摄到的图像的一个示例的图。拍摄装置30相当于检测液压挖掘机1的周围的施工对象的对象检测部。例如,在如图12所示的那样存在由1个拍摄装置30拍摄并且是在检测处理装置51处理前的图像的情况下,基于该图像以及未图示的成对的图像,检测处理装置51进行立体处理,由此,能够对图12中图像的各像素的坐标位置进行运算。
在实施方式3中,以位置运算部存在于管理装置61内为前提进行说明。例如,管理装置61在与管理装置61的输入输出部IO连接的输出部即显示装置上,显示如图12所示的拍摄装置30拍摄到的施工对象的图像。管理装置61的操作者,在图像显示于显示装置的状态下,利用与管理装置61的输入输出部IO连接的输入装置(例如鼠标),选择显示于该显示装置的图像中的埋设物TU的规定位置(点Tp)。点Tp可以选择多个点。也可以是:管理装置61基于拍摄装置30拍摄到的图像、以及通过输入装置选择的图像上的点Tp,来求取图像中的点的位置,并指定该点的位置作为埋设物TU的位置Ptu。埋设物TU的图像中被选择的点Tp可以是在埋设物TU中选择的任意的位置,例如如图12所示的那样,可以是在埋设物TU的上端部选择的点Tp。
此外,也可以是如图12所示那样,通过选择沿着埋设物TU的形状的多个点Tp,管理装置61基于被选择的多个点Tp,来指定埋设物TU的位置以及整体形状。通过至少选择埋设物TU的两端部的点Tp,管理装置61可以求取埋设物TU的位置。
也可以是:通过选择埋设物TU的规定的2个点Tp,基于该2个点Tp的位置信息,管理装置61计算2个点Tp之间的距离并将其显示。例如埋设物TU为管状的情况下,通过选择埋设管的两端部,管理装置61能够计算埋设物TU的全长L。此外,基于埋设管的两端部的位置,管理装置61能够计算埋设管的斜度。此外,通过选择埋设管的截面中两端的2点,管理装置61能够计算埋设管的管径Du。
在上述说明中,说明了利用检测处理装置51处理前的由1个拍摄装置30拍摄到的图像来确定埋设物TU的位置Ptu的方法,但并不限定于此,例如也可以是:在显示装置上显示距离图像PTtu或者其他三维形状数据(点云数据等),并通过选择显示于显示装置的显示数据上的点,来求取埋设物TU的位置Ptu。检测处理装置51处理前的图像、距离图像PTtu、以及三维形状数据为对象检测部检测出的检测图像的一个示例。
此外,也可以是显示装置具有如触控面板那样的输入功能,操作者通过触碰触控面板来选择检测图像的点。
另外,在实施方式3中,位置运算部为管理装置61,埋设物TU的位置Ptu的选择作业是利用与管理装置61连接的输入装置以及显示装置来进行的。与上述实施方式相同地,位置运算部可以是液压挖掘机1的位置运算装置54也可以是移动终端装置64。埋设物TU的位置Ptu的选择作业也可以利用液压挖掘机1的输入装置52以及显示装置55来进行。输入输出部IO的显示装置以及液压挖掘机1的显示装置55为输出部的一个示例。此外,输入输出部IO的输入装置以及液压挖掘机1的输入装置52为输入部的一个示例。
另外,在上述实施方式中,管理系统100可以是包括液压挖掘机1、管理设施60、网络NTW、移动终端装置64全部的系统,也可以是限于液压挖掘机1内的系统,也可以是限于管理设施60内的系统,还可以是限于移动终端装置64内的系统。
以上说明了实施方式1、2、3,但实施方式1、2、3并不限定于上述内容。上述构成要素也包含本领域技术人员容易想到的构成要素、以及实质上相同的构成要素、所谓等同范围内的构成要素。上述构成要素可以进行适当地组合。在不脱离实施方式1和2的主旨的范围内可以对构成要素进行各种省略、替换以及变更中的至少一种。
符号说明
1液压挖掘机、1S形状测量系统、2作业机、8铲斗、8BT齿尖、18A第1角度检测部、18B第2角度检测部、18C第3角度检测部、23位置检测装置、25A天线、30,30a,30b,30c,30d拍摄装置、32拍摄开关、51检测处理装置、52输入装置、53传感器控制装置、54位置运算装置、55显示装置、56施工管理装置、56M存储部、60管理设施、61管理装置、61M存储部、64移动终端装置、100管理系统、IFd埋设物信息、TU埋设物。
Claims (7)
1.一种管理系统,其特征在于,包括:
位置检测部,其求取作业机械的位置;
姿态检测部,其求取所述作业机械的姿态;
对象检测部,其求取埋设物的三维形状;
位置运算部,其利用由所述位置检测部求出的所述作业机械的位置、由所述姿态检测部求出的所述作业机械的姿态、以及由所述对象检测部求出的所述埋设物的三维形状,来求取所述埋设物的位置;以及
信息获取部,其获取埋设物信息,该埋设物信息至少包含由所述位置运算部求出的所述埋设物的位置;
存储部,其存储所述埋设物信息;以及
施工管理部,其搜索存储于所述存储部的所述埋设物信息。
2.根据权利要求1所述的管理系统,其特征在于:
所述对象检测部具有安装于所述作业机械的立体拍摄装置,该立体拍摄装置包括至少一对拍摄装置;
所述管理系统具有标识符赋予部,该标识符赋予部对由所述拍摄装置拍摄到的所述埋设物的图像附加标识符。
3.一种管理系统,其特征在于,包括:
位置检测部,其求取作业机械的位置;
姿态检测部,其求取所述作业机械的姿态;
作业机位置检测部,其求取所述作业机械具有的作业机的至少一部分的位置;
位置运算部,其利用由所述位置检测部求出的所述作业机械的位置、由所述姿态检测部求出的所述作业机械的姿态、以及由所述作业机位置检测部检测出的所述作业机的一部分的位置,来求取埋设物的位置;
信息获取部,其获取埋设物信息,该埋设物信息至少包含由所述位置运算部求出的所述埋设物的位置;
存储部,其存储所述埋设物信息;以及
施工管理部,其搜索存储于所述存储部的所述埋设物信息。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的管理系统,其特征在于:
所述埋设物信息还包含所述埋设物的大小、所述埋设物的种类以及获得所述埋设物信息的时间中的至少一个。
5.一种管理系统,其特征在于,包括:
位置检测部,其求取作业机械的位置;
至少一个拍摄装置,其拍摄埋设物;
存储部,其存储埋设物信息;以及
信息获取部,其获取由所述拍摄装置获得的所述埋设物的图像,其中,
所述信息获取部在所述埋设物的图像上附加表示在所述图像内包含埋设物的标识符、以及拍摄到所述埋设物的图像时所述作业机械的位置和时间,并进行存储,
施工管理部,其搜索存储于所述存储部的所述埋设物信息。
6.一种管理系统,其特征在于,包括:
位置检测部,其求取作业机械的位置;
姿态检测部,其求取所述作业机械的姿态;
对象检测部,其求取埋设物的三维形状;
输出部,其输出由所述对象检测部检测出的检测图像;
输入部,其用于选择在由所述输出部输出的所述检测图像上的位置;
位置运算部,其利用由所述位置检测部求出的所述作业机械的位置、由所述姿态检测部求出的所述作业机械的姿态、以及由所述对象检测部求出的所述埋设物的三维形状,来求取由所述输入部选择出的在所述检测图像上的点,作为所述埋设物的位置;
信息获取部,其获取埋设物信息,该埋设物信息至少包含由所述位置运算部求出的所述埋设物的位置;
存储部,其存储所述埋设物信息;以及
施工管理部,其搜索存储于所述存储部的所述埋设物信息。
7.一种管理系统,其特征在于,包括:
输出部,其输出由对象检测部检测出的检测图像,该对象检测部检测作业机械周围的施工对象;
输入部,其用于选择在由所述输出部输出的所述检测图像上的点;
位置运算部,其根据由所述输入部选择出的在所述检测图像上的所述点,来求取在所述检测图像中的所述点的位置,并将所述点的位置作为埋设物的位置;
存储部,其存储埋设物信息;以及
施工管理部,其搜索存储于所述存储部的所述埋设物信息。
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