CN111226007A - 施工管理装置、显示装置及施工管理方法 - Google Patents

Abstract

铲斗位置获取部从具有具备大臂、小臂及铲斗的工作装置的作业机械，获取铲斗的轮廓点的从上方俯视观察时的平面位置及高度。现状地形更新部在作业状态为预定的作业状态的情况下，基于铲斗的高度将铲斗的平面位置所涉及的现状地形数据的高度更新为上方的值。

Description

施工管理装置、显示装置及施工管理方法

技术领域

本发明涉及一种施工管理装置、显示装置及施工管理方法。

本申请基于在2018年2月28日于日本申请的日本特愿2018-035664号专利主张优先权，在此援引其内容。

背景技术

在专利文献1中公开了如下技术：为了求出因利用作业机械对施工对象进行施工而发生了变形的现状地形，基于铲斗所通过的位置的信息来生成现状地形数据。具体而言，根据专利文献1所记载的方法，施工管理装置基于铲斗铲尖的位置数据来确定铲斗铲尖的轨迹，在铲斗的铲尖所通过的位置的高度低于现状地形数据的高度的情况下，施工管理装置将现状地形数据的高度更新为铲斗的铲尖所通过的高度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2014/167740号

发明内容

发明所要解决的技术问题

专利文献1所记载的技术的目的在于求出作业机械的挖掘作业中的最新的现状地形，因此是基于铲斗的铲尖的最下点来更新地形数据。另一方面，在作业机械进行填土作业的情况下，由于铲斗在高于现状的施工对象的高度的位置进行动作，所以现状地形数据不会更新，会与现实的现状地形产生背离。

本发明的目的在于提供一种能够在利用作业机械进行填土作业时更新现状地形数据的施工管理装置、显示装置及施工管理方法。

用于解决技术问题的手段

根据本发明的第一方式，施工管理装置具备：现状地形存储部，其存储现状地形数据，该现状地形数据是表示施工对象的现状地形的三维数据；铲斗位置获取部，其从具有包含大臂、小臂及铲斗的工作装置的作业机械，获取所述铲斗的轮廓点的从上方俯视观察时的平面位置及高度；现状地形更新部，其在所述作业状态为预定的作业状态的情况下，基于所述铲斗的高度将与所述铲斗的平面位置相关的所述现状地形数据的高度更新为上方的值。

发明效果

根据上述方式中的至少一个方式，施工管理装置能够在利用作业机械进行填土作业时更新现状地形数据。

附图说明

图1是表示工作装置的姿态的例子的图。

图2是表示第一实施方式的施工管理系统的结构的示意图。

图3是表示第一实施方式的液压挖掘机的结构的立体图。

图4是表示第一实施方式的液压挖掘机的控制系统的结构的示意框图。

图5是表示第一实施方式的工作装置控制装置的结构的框图。

图6是表示铲斗的多个轮廓点与设计面之间的关系的图。

图7是表示第一实施方式的工作装置控制装置的动作的流程图。

图8是表示第一实施方式的施工管理装置的结构的示意框图。

图9是表示第一实施方式的施工管理装置的动作的流程图。

图10是表示填土作业的例子的图。

图11是表示第一实施方式的施工管理装置对现状地形数据的更新处理的例子的图。

图12是表示第二实施方式的施工管理装置的动作的流程图。

图13是表示第二实施方式的施工管理装置对现状地形数据的更新处理的例子的图。

图14是表示第三实施方式的施工管理装置的动作的流程图。

图15是表示第四实施方式的施工管理装置的动作的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式进行详细说明。

〈坐标系〉

图1是表示工作装置的姿态的例子的图。

在以下说明中，规定了三维的现场坐标系(Xg,Yg,Zg)及三维的车体坐标系(Xm,Ym,Zm)，基于此对位置关系进行说明。

现场坐标系是由以设置于施工现场的GNSS基站的位置为基准点向南北延伸的Xg轴、向东西延伸的Yg轴、向铅垂方向延伸的Zg轴构成的坐标系。作为GNSS的例子，可列举GPS(Global Positioning System：全球定位系统)。

车体坐标系是由以规定于后述的液压挖掘机100的回转体120的代表点O为基准向前后延伸的Xm轴、向左右延伸的Ym轴、向上下延伸的Zm轴构成的坐标系。以回转体120的代表点O为基准，将前方称为+Xm方向，将后方称为-Xm方向，将左方称为+Ym方向，将右方称为-Ym方向，将上方称为+Zm方向，并将下方称为-Zm方向。

后述的液压挖掘机100的工作装置控制装置126能够通过运算将某一坐标系中的位置转换为另一坐标系中的位置。例如，工作装置控制装置126能够将车体坐标系中的位置转换为现场坐标系中的位置，并且也能够转换为其逆向的坐标系。

〈第一实施方式〉

图2是表示第一实施方式的施工管理系统的结构的示意图。

施工管理系统1具备液压挖掘机100和施工管理装置200。液压挖掘机100与施工管理装置200经由网络N连接。液压挖掘机100是作业机械的一例。应予说明，其他实施方式的作业机械也可以不必是液压挖掘机100。液压挖掘机100将包含铲斗133的铲尖在内的多个轮廓点在现场坐标系中的位置信息发送到施工管理装置200。

施工管理装置200能够基于从液压挖掘机100获得的铲斗133的多个轮廓点的位置信息，生成施工现场的现状地形数据。

《液压挖掘机》

图3是表示第一实施方式的液压挖掘机的结构的立体图。

液压挖掘机100具备行驶体110、支承于行驶体110的回转体120和支承于回转体120且利用液压进行工作的工作装置130。回转体120以回转中心为中心回转自如地支承于行驶体110。

工作装置130具备大臂131、小臂132、铲斗133、大臂缸134、小臂缸135和铲斗缸136。

大臂131的基端部经由大臂销P1安装于回转体120。

小臂132连结大臂131和铲斗133。小臂132的基端部经由小臂销P2安装于大臂131的前端部。

铲斗133具备用于挖掘砂土等的铲尖和用于收纳所挖掘的砂土的收纳部。铲斗133的基端部经由铲斗销P3安装于小臂132的前端部。应予说明，铲斗133例如可以是斜斗那样以平整地面为目的的铲斗，也可以是不具备收纳部的铲斗。

大臂缸134是用于使大臂131工作的液压缸。大臂缸134的基端部安装于回转体120。大臂缸134的前端部安装于大臂131。

小臂缸135是用于驱动小臂132的液压缸。小臂缸135的基端部安装于大臂131。小臂缸135的前端部安装于小臂132。

铲斗缸136是用于驱动铲斗133的液压缸。铲斗缸136的基端部安装于小臂132。铲斗缸136的前端部安装于铲斗133。

在回转体120上具备搭乘操作员的驾驶室121。驾驶室121设置于回转体120的前方且工作装置130的左侧(+Ym侧)。在驾驶室121的内部设置有用于操作工作装置130的操作装置1211。根据操作装置1211的操作量向大臂缸134、小臂缸135以及铲斗缸136供给工作油，驱动工作装置130。

《液压挖掘机的控制系统》

图4是表示第一实施方式的液压挖掘机的控制系统的结构的示意框图。

液压挖掘机100具备行程检测器137、操作装置1211、位置方位运算器123、倾斜检测器124、液压装置125、工作装置控制装置126、输入输出装置127。

行程检测器137检测大臂缸134、小臂缸135以及铲斗缸136各自的行程长度。由此，工作装置控制装置126能够基于大臂缸134、小臂缸135以及铲斗缸136各自的行程长度，检测包含铲斗133的工作装置130在车体坐标系中的位置及姿态角。

操作装置1211具备设置于驾驶室121的右侧的操作杆1212和设置于驾驶室121的左侧的操作杆1213。操作装置1211检测操作杆1212的前后方向及左右方向的操作量和操作杆1213的前后方向及左右方向的操作量，并且将与检测到的操作量对应的操作信号输出到工作装置控制装置126。第一实施方式的操作装置1211的操作信号的生成方式是PPC(Pressure Proportional Control：压力比例控制)方式。所谓PPC方式，是指利用压力传感器来检测因操作杆1212及操作杆1213被操作而生成的先导液压，并生成操作信号的方式。利用操作杆1212和操作杆1213，进行大臂131的操作、小臂132的操作、铲斗133的操作及回转体120的回转操作。

位置方位运算器123运算回转体120在现场坐标系中的位置以及回转体120所朝向的方位。位置方位运算器123具备从构成GNSS的人造卫星接收定位信号的第一接收器1231及第二接收器1232。第一接收器1231及第二接收器1232分别设置于回转体120的不同位置。位置方位运算器123基于第一接收器1231接收到的定位信号，检测现场坐标系中的回转体120的代表点O(车体坐标系的原点)的位置。

位置方位运算器123利用第一接收器1231接收到的定位信号和第二接收器1232接收到的定位信号，运算回转体120在现场坐标系中的方位。

倾斜检测器124计测回转体120的加速度及角速度，并基于计测结果检测回转体120的姿态(例如，表示相对于Xm轴的旋转的翻滚、相对于Ym轴的旋转的俯仰、以及表示相对于Zm轴的旋转的偏航)。倾斜检测器124例如设置于驾驶室121的下表面。作为倾斜检测器124的例子，可列举IMU(Inertial Measurement Unit：惯性计测装置)。

液压装置125具备未图示的工作油箱、液压泵、流量控制阀以及电磁比例控制阀。液压泵被未图示的发动机的动力驱动，经由流量调整阀向大臂缸134、小臂缸135及铲斗缸136供给工作油。电磁比例控制阀基于从工作装置控制装置126接收的控制指令，限制从操作装置1211供给的先导液压。流量控制阀具有杆状的阀柱，通过阀柱的位置来调整向大臂缸134、小臂缸135及铲斗缸136供给的工作油的流量。阀柱由被电磁比例控制阀调整过的先导液压驱动。

工作装置控制装置126基于位置方位运算器123运算出的回转体120的位置及方位、倾斜检测器124检测到的回转体120的倾斜角、以及行程检测器137检测到的行程长度，确定现场坐标系中的铲斗133的位置及姿态。另外，工作装置控制装置126向液压装置125的电磁比例控制阀输出大臂缸134的控制指令、小臂缸135的控制指令以及铲斗缸136的控制指令。

输入输出装置127基于来自工作装置控制装置126的信号来显示画面。另外，输入输出装置127根据使用者的操作生成输入信号，并将其向工作装置控制装置126输出。作为输入输出装置127的例子，可列举触摸面板、监视器、便携终端等。输入输出装置127可以设置于液压挖掘机100的驾驶室，也可以设置于例如处于驾驶室的外部的用于远程操作液压挖掘机100的远程操作室。

《工作装置的姿态》

在此，参照图1对工作装置130的位置及姿态进行说明。工作装置控制装置126计算工作装置130的位置及姿态，并基于该位置及姿态生成工作装置130的控制指令。工作装置控制装置126计算以大臂销P1为基准的大臂131的姿态角即大臂角α、以小臂销P2为基准的小臂132的姿态角即小臂角β、以铲斗销P3为基准的铲斗133的姿态角即铲斗角γ以及车体坐标系中的铲斗133的轮廓点的位置。所谓铲斗133的轮廓点，是在沿着铲斗133的轮廓的预定位置设定的多个点。本实施方式的轮廓点包含铲斗133的铲尖的点、铲斗133的底面的点、铲斗133的尾后部的多个点。应予说明，在其他实施方式中，轮廓点只要是沿着铲斗133的轮廓的点即可，也可以不是与上述位置有关的点。另外，在其他实施方式中，轮廓点可以是一个点。

大臂角α由从大臂销P1向回转体120的上侧方向(+Zm方向)延伸的半直线与从大臂销P1向小臂销P2延伸的半直线所成的角来表示。应予说明，根据回转体120的姿态(俯仰角)θ的不同，回转体120的上侧方向(+Zm方向)与铅垂上方(+Zg方向)不必须一致。

小臂角β由从大臂销P1向小臂销P2延伸的半直线与从小臂销P2向铲斗销P3延伸的半直线所成的角来表示。

铲斗角γ由从小臂销P2向铲斗销P3延伸的半直线与从铲斗销P3向铲斗133的铲尖延伸的半直线所成的角来表示。

在此，以回转体120为基准的铲斗133的姿态角即铲斗末端角η等于大臂角α、小臂角β、铲斗角γ之和。铲斗末端角η等于从铲斗销P3向回转体120的上侧方向(+Zm方向)延伸的半直线与从铲斗销P3向铲斗133的铲尖延伸的半直线所成的角。

铲斗133的轮廓点的位置可根据作为大臂131的尺寸的大臂长度L1、作为小臂132的尺寸的小臂长度L2、作为铲斗133的尺寸的铲斗长度L3、大臂角α、小臂角β、铲斗角γ、铲斗133的形状信息、回转体120的代表点O在现场坐标系中的位置、以及代表点O与大臂销P1之间的位置关系而求出。大臂长度L1是从大臂销P1到小臂销P2为止的距离。小臂长度L2是从小臂销P2到铲斗销P3为止的距离。铲斗长度L3是从铲斗销P3到铲斗133的铲尖为止的距离。代表点O与大臂销P1之间的位置关系例如由车体坐标系中的大臂销P1的位置来表示。

《介入控制》

工作装置控制装置126限制铲斗133在接近施工对象的方向上的速度以使铲斗133不侵入设定在施工现场中的设计面。以下，也将工作装置控制装置126限制铲斗133的速度的控制称为介入控制。

在介入控制中，工作装置控制装置126在铲斗133与设计面之间的距离小于预定距离的情况下，以铲斗133不侵入设计面的方式，生成大臂缸134的控制指令并向液压装置125的电磁比例控制阀输出该控制指令。由此，以使铲斗133的速度变为与铲斗133和设计面之间的距离对应的速度的方式，驱动大臂131。也就是说，工作装置控制装置126通过根据大臂缸134的控制指令使大臂131上升而限制铲斗133的速度。利用介入控制，液压挖掘机100的操作员能够进行如下的平整作业，即：通过利用小臂操作使铲斗133单纯地沿设计面移动而将与铲斗133抵接的砂土耙平，生成与平坦的设计面对应的面。平整作业是预定的作业状态的一例。

应予说明，在其他实施方式中，也可以在介入控制中输出小臂缸135的控制指令或铲斗缸136的控制指令。也就是说，在其他实施方式中，既可以在介入控制中通过使小臂132上升而限制铲斗133的速度，也可以直接限制铲斗133的速度。

《工作装置控制装置》

工作装置控制装置126具备处理器1261、主存储器1262、存储部1263、接口1264。

在存储部1263存储有用于控制工作装置130的程序。作为存储部1263的例子，可列举HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)、SSD(Solid State Drive：固态驱动器)、非易失性存储器等。存储部1263既可以是直接连接于工作装置控制装置126的母线的内部介质，也可以是经由接口1264或通信线路连接于工作装置控制装置126的外部介质。

处理器1261从存储部1263中读出程序并将其在主存储器1262中展开，并按照程序执行处理。另外，处理器1261按照程序在主存储器1262中确保存储区域。接口1264连接于行程检测器137、操作装置1211、位置方位运算器123、倾斜检测器124、液压装置125的电磁比例控制阀、输入输出装置127以及其他周边设备，并进行信号的输入输出。

程序也可以是用于实现工作装置控制装置126发挥的功能中的一部分的程序。例如，程序也可以通过与已经存储于存储部1263的其他程序组合或者通过与安装于其他装置的其他程序组合来发挥功能。

图5是表示第一实施方式的工作装置控制装置的结构的框图。

工作装置控制装置126具备作业机械信息存储部601、操作量获取部602、检测信息获取部603、铲斗位置确定部604、目标施工数据存储部605、距离确定部606、控制线确定部607、目标速度运算部608、控制指令生成部609、控制指令输出部610、铲斗位置存储部611、铲斗位置发送部612、上方更新标志获取部613、上方更新标志存储部614。

作业机械信息存储部601存储大臂长度L1、小臂长度L2、铲斗长度L3、铲斗133的轮廓点的位置、以及回转体120的代表点O的位置与大臂销P1之间的位置关系。

操作量获取部602从操作装置1211获取表示操作量(先导液压或操作杆1212及操作杆1213的角度等)的操作信号。例如，操作量获取部602获取大臂131的操作量、小臂132的操作量、铲斗133的操作量以及回转的操作量。

检测信息获取部603获取位置方位运算器123、倾斜检测器124、行程检测器137各自检测到的信息。例如，检测信息获取部603获取回转体120在现场坐标系中的位置信息、回转体120所朝向的方位、回转体120的姿态、大臂缸134的行程长度、小臂缸135的行程长度以及铲斗缸136的行程长度。

铲斗位置确定部604基于检测信息获取部603获取到的信息，确定铲斗133的位置及姿态。此时，铲斗位置确定部604确定铲斗末端角η。铲斗位置确定部604按照以下顺序确定铲斗末端角η。铲斗位置确定部604根据大臂缸134的行程长度而计算出大臂角α。铲斗位置确定部604根据小臂缸135的行程长度而计算出小臂角β。铲斗位置确定部604根据铲斗缸136的行程长度而计算出铲斗角γ。并且，铲斗位置确定部604通过将大臂角α、小臂角β及铲斗角γ相加而计算出铲斗末端角η。

另外，铲斗位置确定部604基于检测信息获取部603获取到的信息和作业机械信息存储部601所存储的信息，确定铲斗133的多个轮廓点在现场坐标系中的位置。铲斗位置确定部604按照以下顺序确定工作装置130的轮廓点在现场坐标系中的位置。铲斗位置确定部604基于检测信息获取部603获取到的大臂角α和作业机械信息存储部601所存储的大臂长度L1，确定车体坐标系中的小臂销P2的位置。铲斗位置确定部604基于小臂销P2的位置、检测信息获取部603获取到的小臂角β和作业机械信息存储部601所存储的小臂长度L2，确定车体坐标系中的铲斗销P3的位置。铲斗位置确定部604基于铲斗销P3的位置、检测信息获取部603获取到的铲斗角γ和作业机械信息存储部601所存储的铲斗长度L3，确定铲斗133的位置及姿态。铲斗位置确定部604基于所确定的铲斗133的位置及姿态和作业机械信息存储部601所存储的铲斗133的形状信息，确定车体坐标系中的铲斗133的轮廓点的位置。并且，铲斗位置确定部604基于检测信息获取部603获取到的回转体120在现场坐标系中的位置信息、回转体120所朝向的方位以及回转体120的姿态，将车体坐标系中的铲斗133的轮廓点的位置转换为现场坐标系中的位置。应予说明，此时求出的铲斗133的轮廓点的位置是铲斗133的轮廓点中的、例如宽度方向中央的点的位置。

目标施工数据存储部605存储表示施工现场的设计面的目标施工数据。目标施工数据是由现场坐标系表示的三维数据，是由表示设计面的多个三角形多边形构成的立体地形数据等。构成目标施工数据的三角形多边形分别与相邻的其他三角形多边形具有共同的边。也就是说，目标施工数据表示由多个平面构成的连续的平面。目标施工数据通过从外部存储介质读入或者通过经由网络N从外部服务器接收而存储于目标施工数据存储部605。

距离确定部606确定铲斗133的多个轮廓点E各自与设计面之间的距离。例如，距离确定部606利用以下方法来确定轮廓点E与设计面之间的距离。应予说明，在其他实施方式中，轮廓点也可以仅设置于铲斗133的预定位置的一处。在该情况下，距离确定部606确定该轮廓点与设计面之间的距离。

图6是表示铲斗的多个轮廓点与设计面之间的关系的图。第一实施方式的多个轮廓点E是铲斗133的多个横截线与多个纵截面之间的交点。铲斗133的多个横截线由铲斗133的铲尖133A排列的铲尖线和铲斗133的底面133B及尾后部133C等区域中的与该铲尖线平行的多条线构成。铲斗133的多个纵截面由铲斗133的两侧面和将两侧面之间分割的与两侧面平行的面构成。

距离确定部606分别确定铲斗133的各纵截面与设计面之间的交线。距离确定部606针对各纵截面，分别求出该纵截面上的轮廓点E与所确定的交线之间的距离。

控制线确定部607确定用于铲斗133的介入控制的控制线G。控制线确定部607例如将包含与距离确定部606所确定的最短距离相关的轮廓点E的铲斗133的纵截面与设计面之间的交线确定为控制线G。应予说明，在其他实施方式中，用于确定控制线的纵截面并不限于包含与最短距离相关的轮廓点E的纵截面，也可以是通过铲斗133的中央的纵截面等预先设定的面或手动选择的面。

目标速度运算部608基于操作量获取部602获取到的操作杆1212及操作杆1213的操作量，确定以大臂销P1为基准的大臂131的目标速度即大臂目标速度、以小臂销P2为基准的小臂132的目标速度即小臂目标速度、以及以铲斗销P3为基准的铲斗133的目标速度即铲斗目标速度。应予说明，以下，将由大臂目标速度、小臂目标速度及铲斗目标速度的垂直方向分量之和来表示的、以回转体120为基准的铲斗133的垂直方向的目标速度称为铲斗末端目标速度。另外，将以大臂销P1为基准的大臂131的速度称为大臂速度，将以小臂销P2为基准的小臂132的速度称为小臂速度，将以铲斗销P3为基准的铲斗133的速度称为铲斗速度，将由大臂速度、小臂速度及铲斗速度的垂直方向分量之和来表示的、以回转体120为基准的铲斗133的垂直方向的速度称为铲斗末端速度。以下，用正数来表示垂直方向的朝下的速度，并用负数来表示垂直方向的朝上的速度。

控制指令生成部609基于距离确定部606所确定的距离，进行以使铲斗133不侵入控制线G的下方的方式控制工作装置130的介入控制。控制指令生成部609以满足表示铲斗133的轮廓点E和控制线G之间的距离与铲斗133接近控制线G的铲斗末端速度的允许上限值之间的关系的速度图表的方式，确定大臂131的垂直方向的限制速度。作为速度图表的例子，可列举铲斗133的轮廓点E与控制线G之间的距离越接近零则铲斗末端速度的允许上限值越接近零的图表。应予说明，在本实施方式中，控制指令生成部609确定大臂131的垂直方向的限制速度，但是不限于此，也可以确定例如法线方向的限制速度。

例如，控制指令生成部609在由大臂目标速度、小臂目标速度及铲斗目标速度的垂直方向分量求出的铲斗末端目标速度大于速度图表中的铲斗末端速度的允许上限值的情况下，进行介入控制。控制指令生成部609在进行介入控制的情况下，通过使铲斗末端速度的上限值减去小臂目标速度及铲斗目标速度的垂直方向分量之和，计算出大臂131的垂直方向的限制速度。控制指令生成部609根据大臂131的垂直方向的限制速度来确定大臂速度。

另一方面，控制指令生成部609在铲斗末端目标速度为速度图表中的铲斗末端速度的允许上限值以下的情况下，不进行介入控制。在不进行介入控制的情况下，控制指令生成部609基于大臂目标速度、小臂目标速度及铲斗目标速度，生成大臂131、小臂132及铲斗133的控制指令。

控制指令输出部610将控制指令生成部609所生成的大臂131的控制指令、小臂132的控制指令及铲斗133的控制指令输出到液压装置125的电磁比例控制阀。

铲斗位置存储部611将铲斗位置确定部604所确定的铲斗133的多个轮廓点E在现场坐标系中的位置、表示有无控制指令生成部609的介入控制的介入标志、以及表示是否允许在平整作业中将现状地形数据更新为上方的值(比当前的Zg的值大的值)的上方更新标志与时刻关联地存储起来。在正在利用控制指令生成部609进行介入控制的情况下，介入标志变为开启。在没有利用控制指令生成部609进行介入控制的情况下，介入标志变为关闭。在上方更新标志为开启的情况下，允许在平整作业中将现状地形数据更新为上方的值。在上方更新标志为关闭的情况下，不允许在平整作业中将现状地形数据更新为上方的值。在此，所谓将现状地形数据的高度更新为上方的值，是指将现状地形数据中的任意的平面位置(Xg1、Yg1)处的高度的值Zg1更新为高于Zg1的值Zg1′，即将该点的现状地形数据Xg1、Yg1、Zg1更新为Xg1、Yg1、Zg1’。

铲斗位置发送部612将铲斗位置存储部611所存储的信息发送到施工管理装置200。

上方更新标志获取部613经由输入输出装置127，从液压挖掘机100的操作员向施工管理装置200接收是否允许在平整作业中将现状地形数据更新为上方的值的输入。上方更新标志获取部613基于所输入的信息，更新上方更新标志存储部614所存储的上方更新标志。

《工作装置控制装置的动作》

以下，对第一实施方式的液压挖掘机100的控制方法进行说明。

图7是表示第一实施方式的工作装置控制装置的动作的流程图。工作装置控制装置126每各预定的控制周期执行以下所示的控制。

操作量获取部602从操作装置1211获取大臂131的操作量、小臂132的操作量、铲斗133的操作量以及回转的操作量(步骤S1)。检测信息获取部603获取位置方位运算器123、倾斜检测器124、行程检测器137各自检测到的信息(步骤S2)。

铲斗位置确定部604根据各液压缸的行程长度计算出大臂角α、小臂角β及铲斗角γ(步骤S3)。另外，铲斗位置确定部604基于计算出的销基准姿态角α、β、γ、作业机械信息存储部601所存储的大臂长度L1、小臂长度L2、铲斗长度L3及铲斗133的形状信息和检测信息获取部603获取到的回转体120的位置、方位及姿态，计算出铲斗末端角η及现场坐标系中的铲斗133的多个轮廓点E的位置(步骤S4)。铲斗位置确定部604将铲斗133的多个轮廓点E的位置与当前时刻关联地存储于铲斗位置存储部611。另外，此时，上方更新标志获取部613将上方更新标志存储部614所存储的上方更新标志与当前时刻关联地存储于铲斗位置存储部611(步骤S5)。也就是说，控制指令生成部609在上方更新标志存储部614所存储的上方更新标志表示开启的情况下，在铲斗位置存储部611中存储表示开启的上方更新标志，在上方更新标志存储部614所存储的上方更新标志表示关闭的情况下，在铲斗位置存储部611中存储表示关闭的上方更新标志。

距离确定部606确定多个轮廓点E各自与目标施工数据存储部605所存储的目标施工数据所表示的设计面之间的距离(步骤S6)。控制线确定部607基于距离确定部606所确定的距离来确定控制线G(步骤S7)。

目标速度运算部608基于在步骤S1中由操作量获取部602获取到的操作量，计算出大臂目标速度、小臂目标速度及铲斗目标速度(步骤S8)。

控制指令生成部609判定距离确定部606所确定的距离中的最短距离是否小于预定距离(步骤S9)。在控制线G与铲斗133的轮廓点E之间的距离为预定距离以上的情况下(步骤S9：是)，控制指令生成部609不进行介入控制。在不进行介入控制的情况下，控制指令生成部609基于大臂目标速度、小臂目标速度及铲斗目标速度，生成大臂131、小臂132及铲斗133的控制指令(步骤S10)。此时，控制指令生成部609将表示不进行介入控制的介入标志与当前时刻关联地存储于铲斗位置存储部611(步骤S11)。也就是说，控制指令生成部609将介入标志设为关闭。

另一方面，在控制线G与铲斗133的轮廓点E之间的距离小于预定距离的情况下(步骤S9：是)，控制指令生成部609进行介入控制。在进行介入控制的情况下，控制指令生成部609基于距离确定部606所确定的距离和存储于作业机械信息存储部601的上述速度图表，确定铲斗末端速度的允许上限值(步骤S12)。接着，控制指令生成部609基于在步骤S8中计算出的大臂目标速度、小臂目标速度及铲斗目标速度的垂直方向分量，计算出铲斗末端目标速度(步骤S13)。接着，控制指令生成部609判定在步骤S13中计算出的铲斗末端目标速度是否小于在步骤S12中确定的铲斗末端速度的允许上限值(步骤S14)。

在铲斗末端目标速度小于铲斗末端速度的允许上限值的情况下(步骤S14：是)，控制指令生成部609基于大臂目标速度、小臂目标速度及铲斗目标速度，生成大臂131、小臂132及铲斗133的控制指令(步骤S10)。另一方面，在铲斗末端目标速度为铲斗末端速度的允许上限值以上的情况下(步骤S14：否)，控制指令生成部609基于铲斗末端目标速度与铲斗末端速度之间的差值，生成大臂131、小臂132及铲斗133的控制指令(步骤S15)。此时，控制指令生成部609将表示进行介入控制的介入标志与当前时刻关联地存储于铲斗位置存储部611(步骤S16)。也就是说，控制指令生成部609将介入标志设为开启。

如果控制指令生成部609生成了大臂131、小臂132及铲斗133的控制指令，则控制指令输出部610将该控制指令输出到液压装置125的电磁比例控制阀(步骤S17)。由此，液压装置125驱动大臂缸134、小臂缸135及铲斗缸136。

通过重复进行上述处理，在工作装置控制装置126的铲斗位置存储部611中，分别按照时间顺序存储多个轮廓点E在现场坐标系中的位置、介入标志以及上方更新标志。铲斗位置发送部612在预定的时刻将铲斗位置存储部611所存储的信息经由网络N发送到施工管理装置200。

《施工管理装置的结构》

图8是表示第一实施方式的施工管理装置的结构的示意框图。

施工管理装置200是具备处理器2100、主存储器2200、存储部2300、接口2400的计算机。存储部2300存储程序。处理器2100从存储部2300读取程序并将其在主存储器2200中展开，并执行按照程序的处理。施工管理装置200经由接口2400连接于网络N。另外，施工管理装置200经由接口2400连接于未图示的输入输出装置。

作为存储部2300的例子，可列举HDD(Hard Disk Drive：硬盘驱动器)、SSD(SolidState Drive：固态驱动器)、非易失性存储器等。存储部2300既可以是直接连接于施工管理装置200的母线的内部介质，也可以是经由接口2400连接于施工管理装置200的外部介质。存储部2300是非临时的有形的存储介质。

存储部2300具有作为目标施工数据存储部2301及现状地形存储部2302的存储区域。

目标施工数据存储部2301与目标施工数据存储部605同样地存储表示施工现场的设计面的目标施工数据。目标施工数据例如是与现场坐标系有关的数据。

现状地形存储部2302存储现状地形数据，该现状地形数据是表示施工现场的地形的三维数据。现状地形数据例如可以是利用划分现场坐标系中的水平面(Xg-Yg平面)的各网格上的表示高度(Zg)的点的集合来表示施工现场的现状地形的点群数据。应予说明，现状地形数据也可以基于预定的条件而被更新为最新的数据。

处理器2100通过执行程序而作为铲斗位置获取部2101、时间序列选择部2102、作业状态确定部2103、距离确定部2104、最短距离线确定部2105、现状地形更新部2106起作用。

铲斗位置获取部2101从工作装置控制装置126获取铲斗133的多个轮廓点E在现场坐标系中的位置、介入标志以及上方更新标志的时间序列。

时间序列选择部2102从铲斗位置获取部2101获取到的轮廓点E的位置、介入标志以及上方更新标志的时间序列，按照先后顺序逐一选择被设为处理对象的时刻。

作业状态确定部2103基于与铲斗位置获取部2101获取到的时间序列中的、被时间序列选择部2102选择的时刻有关的介入标志，判定工作装置130的作业状态是否是平整作业状态。也就是说，作业状态确定部2103在介入标志表示进行了介入控制的情况下，判定为作业状态为平整作业状态。

距离确定部2104与工作装置控制装置126的距离确定部606同样地确定铲斗133的多个轮廓点E各自与设计面之间的距离。也就是说，距离确定部2104分别确定铲斗133的各纵截面与设计面之间的交线，并且针对各纵截面，分别求出该纵截面上的轮廓点E与所确定的交线之间的距离。

最短距离线确定部2105将在距离确定部2104所确定的各轮廓点与设计面之间的距离中的最短距离所涉及的轮廓点E处通过的铲斗宽度方向线确定为用于更新现状地形数据的最短距离线Lm。所谓在轮廓点E处通过的铲斗宽度方向线，是指通过轮廓点E、沿铲斗133的宽度方向延伸且具有与铲斗133的宽度相同长度的线段。

在利用作业状态确定部2103确定为作业状态不是平整作业状态的情况下，现状地形更新部2106以最短距离线Lm的轮廓点E的高度与现状地形数据的高度中的高度较低的一者来更新现状地形存储部2302所存储的现状地形数据中的、与铲斗133的位置对应的平面位置所涉及的现状地形数据的高度的值。也就是说，在作业状态不是平整作业状态且铲斗133的最下点的高度为现状地形数据的高度以下的情况下，现状地形更新部2106以铲斗133的最下点高度来更新现状地形数据的高度。将以现状地形数据和铲斗133中的最下方的点来更新现状地形数据的方法称为最下点更新。另一方面，在作业状态不是平整作业状态且铲斗133的最下点高度高于现状地形数据的高度的情况下，现状地形更新部2106不更新现状地形数据。

在利用作业状态确定部2103确定为作业状态为平整作业状态的情况下，无论最短距离线Lm与现状地形数据之间的位置关系如何，现状地形更新部2106都以最短距离线Lm的高度来更新现状地形存储部2302所存储的现状地形数据。也就是说，在作业状态为平整作业状态且最短距离线Lm的高度高于现状地形数据的高度的情况下，现状地形更新部2106将现状地形数据更新为上方的值。将以最短距离线Lm的位置将现状地形数据更新为上方的值的方法称为上方更新。另外，将无论现状地形数据的高度如何都以最短距离线Lm的位置来更新现状地形数据的方法称为常时更新。

现状地形更新部2106在满足上方更新标志及介入标志为开启这一上方更新允许条件的情况下进行上方更新，在不满足上方更新允许条件的情况下进行最下点更新。

应予说明，如上所述，液压挖掘机100的操作员能够预先设定表示是否允许在平整作业中将现状地形数据更新为上方的值的上方更新标志。上方更新标志由铲斗位置获取部2101按照时间序列获取。

《施工管理装置的动作》

以下，对第一实施方式的施工管理装置200的动作方法进行说明。

图9是表示第一实施方式的施工管理装置的动作的流程图。

施工管理装置200的铲斗位置获取部2101从液压挖掘机100的工作装置控制装置126获取铲斗133的多个轮廓点E在现场坐标系中的位置、介入标志以及上方更新标志的时间序列(步骤S51)。

时间序列选择部2102选择轮廓点E的位置、介入标志以及上方更新标志的时间序列中的最早且尚未被选择的一个时刻(步骤S52)。

距离确定部2104确定所选择的时刻所涉及的多个轮廓点E的位置各自与设计面之间的距离(步骤S53)。接着，最短距离线确定部2105确定通过与设计面的距离最短的轮廓点E的最短距离线Lm(步骤S54)。

现状地形更新部2106判定所选择的时刻所涉及的上方更新标志是否开启(步骤S55)。在上方更新标志为关闭的情况下(步骤S55：否)，现状地形更新部2106针对最短距离线Lm上的多个轮廓点E，将平面位置与该轮廓点E相同的点的现状地形数据的高度和轮廓点E的高度进行比较，判定轮廓点E的高度是否小于现状地形数据的高度(步骤S56)。在此，所谓“平面位置”，是指从上方俯视观察时的平面位置。

在轮廓点E的高度小于现状地形数据的高度的情况下(步骤S56：是)，现状地形更新部2106将平面位置与轮廓点E相同的点的现状地形数据的高度更新为轮廓点E的高度(步骤S57)。即，现状地形更新部2106基于最下点的铲斗133的高度来更新现状地形数据。另一方面，在轮廓点E的高度为现状地形数据的高度以上的情况下(步骤S56：否)，不更新现状地形数据的高度。

另一方面，在上方更新标志为开启的情况下(步骤S55：是)，作业状态确定部2103基于所选择的时刻所涉及的介入标志，判定工作装置130的作业状态是否为平整作业状态(步骤S58)。在工作装置130的作业状态不是平整作业状态的情况下(步骤S58：否)，现状地形更新部2106通过步骤S56、步骤S57，在轮廓点E的高度小于现状地形数据的高度的情况下更新目标施工数据的高度。

另一方面，在工作装置130的作业状态为平整作业状态的情况下(步骤S58：是)，现状地形更新部2106使处理进入步骤S57，无论轮廓点E的高度是否小于现状地形数据的高度，都将现状地形数据的高度更新为轮廓点E的高度。即，现状地形更新部2106基于常时最新的铲斗133的位置来更新现状地形数据。

接着，时间序列选择部2102判定在步骤S51中获取的时间序列中是否存在未被选择的时刻(步骤S59)。在存在未被选择的时刻的情况下(步骤S59：是)，时间序列选择部2102使处理返回步骤S52，并选择下一个时刻。

另一方面，在不存在未被选择的时刻的情况下(步骤S59：否)，施工管理装置200结束现状地形数据的更新处理。

《作用、效果》

图10是表示填土作业的例子的图。

例如，在高速道路的铺设工程中施工现场是平地的情况下，为了形成路基，需要进行填土作业。自卸卡车300搬运形成路基所需的砂土，并向施工现场排土。由此，在施工现场形成砂土的山M。液压挖掘机100利用铲斗133挖开砂土的山M，并通过平整作业而形成路基。在该情况下，施工开始后的现状地形高于施工前。

图11是表示第一实施方式的施工管理装置对现状地形数据的更新处理的例子的图。

在允许在平整作业中将现状地形数据的高度更新为上方的值，并且作业状态为平整作业状态的情况下，如图10所示，现状地形数据被更新为最接近设计面的轮廓点E的高度。也就是说，根据第一实施方式，施工管理装置200在作业状态为平整作业状态的情况下，基于铲斗133的轮廓点E所通过的高度，将与铲斗133的位置对应的平面位置处的现状地形数据的高度更新为上方的值。由此，施工管理装置200能够在利用液压挖掘机100进行填土作业时更新现状地形数据以反映实际现场中的现状地形。此时，对于现状地形数据中的铲斗133没有通过的区域，不向上方更新高度。在该情况下，输入输出装置127可以显示图11所示的表示现状地形的图。也就是说，输入输出装置127作为具有未图示的显示部的显示装置而起作用，所述显示部在工作装置130的作业状态为预定的作业状态的情况下，基于铲斗133的高度将表示现状地形的高度的线更新为上方的位置并进行显示。图11是显示于输入输出装置127的显示部的画面的例子。在显示部，在从侧面观察液压挖掘机100的视角下，至少显示侧面观察铲斗133而得的图像、表示设计面的线和表示现状地形的线。

另外，第一实施方式的液压挖掘机100具有介入控制功能，该介入控制功能在设计面与铲斗133之间的距离小于预定距离的情况下，基于设计面与铲斗133之间的距离使工作装置130减速。并且，在介入控制工作装置130时，施工管理装置200判定作业状态为平整作业。由此，施工管理装置200能够与操作员等的输入无关地自动地判定作业状态。

另外，第一实施方式的施工管理装置200基于铲斗133的多个轮廓点E中的最接近设计面的点来更新现状地形数据的高度。由此，无论是在利用铲斗133的铲尖进行平整作业的情况下，还是在利用铲斗133的底面进行平整作业的情况下，施工管理装置200都能够适当地更新现状地形数据的高度。

另外，第一实施方式的施工管理装置200从液压挖掘机100获取铲斗133的位置，并基于铲斗133的位置，进行利用最下点来更新现状地形数据的高度的最下点更新、或者进行将所述现状地形数据的高度向上方更新的上方更新。施工管理装置200在满足上方更新标志及介入标志为开启这一上方更新允许条件的情况下，进行上方更新，在不满足上方更新允许条件的情况下，进行最下点更新。由此，施工管理装置200能够在利用作业机械进行填土作业时将现状地形数据更新为上方的值。

〈第二实施方式〉

接着，对第二实施方式进行说明。第一实施方式的施工管理装置200在正在进行介入控制时，判定为正在进行平整作业，允许将现状地形数据向上方的值更新。此时，如果液压挖掘机100的操作员在结束平整作业时使铲斗133向上方移动，则有可能伴随着该移动而使现状地形数据也被更新为上方的值。第二实施方式的施工管理装置200即使在平整作业结束时使铲斗133向上方移动，也不更新现状地形数据。

《施工管理装置的结构》

第二实施方式的施工管理装置200具备与第一实施方式相同的结构，时间序列选择部2102及现状地形更新部2106的动作与第一实施方式不同。

时间序列选择部2102在所选择的时刻所涉及的作业为平整作业的情况下，根据在步骤S51中获取的时间序列，确定该时刻以后的涉及平整作业的时间段。也就是说，时间序列选择部2102根据上述时间序列，确定从一系列的平整作业开始到结束为止的时间段。

现状地形更新部2106基于时间序列选择部2102所确定的时间段的各时刻所涉及的多个轮廓点E的位置，确定每个平面位置的最下点的高度，并更新现状地形。即，在轮廓点E存在于预定的平面位置的时刻在上述时间段的期间存在多次的情况下，现状地形更新部2106在各时刻下的轮廓点E的高度中将处于最下点的轮廓点E的高度判断为最下点高度，更新该平面位置处的现状地形的高度。

《施工管理装置的动作》

以下，对第二实施方式的施工管理装置200的动作方法进行说明。

图12是表示第二实施方式的施工管理装置的动作的流程图。

第二实施方式的施工管理装置200与第一实施方式同样地执行步骤S51到步骤S55的处理。在步骤S55中不允许在平整作业中将现状地形数据更新为上方的值的情况下(步骤S55：否)，以及在工作装置130的作业状态不是平整作业状态的情况下(步骤S58：否)，第二实施方式的施工管理装置200与第一实施方式同样地执行步骤S56到步骤S59的处理。

另一方面，在工作装置130的作业状态为平整作业状态的情况下(步骤S58：是)，时间序列选择部2102确定在步骤S52中选择的时刻以后的涉及平整作业状态的时间段(步骤S151)。接着，现状地形更新部2106基于所确定的时间段的各时刻所涉及的多个轮廓点E的位置，确定每个平面位置的最下点的高度(步骤S152)。

并且，现状地形更新部2106将与各最下点相同的平面位置的现状地形数据的高度更新为各最下点的高度(步骤S57)。

《作用、效果》

图13是表示第二实施方式的施工管理装置对现状地形数据的更新处理的例子的图。

在允许在平整作业中将现状地形数据更新为上方的值，并且作业状态为平整作业状态的情况下，如图13所示，更新为涉及平整作业状态的时间段中的轮廓点E的最下点的高度。例如，如图13所示，在平整作业结束后，如果铲斗133向上方移动，则铲斗133的平面位置的高度高于实际进行平整作业时的铲斗133的高度。因此，在第二实施方式中，平整作业结束后的铲斗133的移动不用于现状地形数据的更新。也就是说，根据第二实施方式的施工管理装置200，能够防止在平整作业结束时使铲斗133向上方移动的情况下误将现状地形数据更新。

〈第三实施方式〉

接着，对第三实施方式进行说明。第三实施方式的施工管理装置200通过与第二实施方式不同的方法，防止如下情况：即使在平整作业结束时使铲斗133向上方移动，也误将现状地形数据更新。

《施工管理装置的结构》

第三实施方式的施工管理装置200具备与第一实施方式相同的结构，铲斗位置获取部2101、作业状态确定部2103及现状地形更新部2106的动作与第一实施方式不同。

铲斗位置获取部2101还从液压挖掘机100的工作装置控制装置126获取工作装置130的操作量的时间序列。也就是说，第三实施方式的工作装置控制装置126的操作量获取部602将大臂131、小臂132及铲斗133的操作量与时刻关联地存储于铲斗位置存储部611，铲斗位置发送部612除了多个轮廓点E的位置、介入标志及上方更新标志以外，还发送大臂131、小臂132及铲斗133的操作量。也就是说，铲斗位置获取部2101是获取用于操作工作装置130的操作杆的操作信号的操作信号获取部的一例。

作业状态确定部2103基于铲斗位置获取部2101获取到的大臂131、小臂132及铲斗133的操作量，判定铲斗133是否向上方移动。

《施工管理装置的动作》

以下，对第三实施方式的施工管理装置200的动作方法进行说明。

图14是表示第三实施方式的施工管理装置的动作的流程图。

第三实施方式的施工管理装置200的铲斗位置获取部2101在步骤S51中，从液压挖掘机100的工作装置控制装置126获取铲斗133的多个轮廓点E在现场坐标系中的位置、介入标志、上方更新标志以及工作装置130的操作量的时间序列(步骤S251)。

接着，施工管理装置200与第一实施方式同样地执行步骤S52到步骤S55的处理。在步骤S55中上方更新标志为关闭的情况下(步骤S55：否)，以及在工作装置130的作业状态不是平整作业状态的情况下(步骤S58：否)，第三实施方式的施工管理装置200与第一实施方式相同地执行步骤S56到步骤S57的处理。

另一方面，在工作装置130的作业状态为平整作业状态的情况下(步骤S58：是)，作业状态确定部2103的大臂动作判定部基于所选择的时刻所涉及的大臂131、小臂132及铲斗133的操作量，判定铲斗133是否向上方移动(步骤S252)。在判定为铲斗133向上方移动的情况下(步骤S252：是)，现状地形更新部2106不将现状地形数据的高度更新为上方的值。也就是说，在判定为铲斗133向上方移动的情况下，现状地形更新部2106禁止将现状地形数据的高度更新为上方的值。之所以操作员进行使铲斗133向上方移动的操作，是因为操作员有意结束平整作业。

并且，在判定为铲斗133向上方移动的情况下(步骤S253：是)，现状地形更新部2106使处理进入步骤S57，基于最短距离线Lm来更新现状地形数据的高度(步骤S57)。

《作用、效果》

这样，第三实施方式的施工管理装置200在作业状态为平整作业状态的情况下，在没有进行上提铲斗133的操作的情况下，更新现状地形数据的高度。由此，与第二实施方式同样地，能够防止在平整作业结束时使铲斗133向上方移动的情况下误将现状地形数据更新。

应予说明，在其他实施方式中，现状地形更新部2106可以在铲斗133的位置相对于设计面例如位于上下方向的预定范围内的区域中，并且操作了工作装置130的情况下，基于铲斗133的位置将现状地形数据的高度更新为上方的值。在设计面的预定范围内，还包含相对于设计面的法线方向的预定范围内的区域。另外，工作装置130的操作包含使铲斗133靠近设计面的操作、以及使铲斗133远离设计面的操作。

〈第四实施方式〉

第一实施方式的施工管理装置200在工作装置130的作业状态为平整作业状态的情况下，将现状地形数据更新为上方的值。相对于此，第四实施方式的施工管理装置200在工作装置130的作业状态为碾压作业状态的情况下，将现状地形数据更新为上方的值。所谓碾压作业，是指利用铲斗133的底面敲打砂土从而压实地基的作业。碾压作业状态是预定的作业状态的一例。

《施工管理装置的结构》

第四实施方式的施工管理装置200具备与第一实施方式相同的结构，作业状态确定部2103的动作与第一实施方式不同。

作业状态确定部2103基于目标施工数据及铲斗133的多个轮廓点E的位置，确定铲斗133的底面与设计面所成的角即底面角度。

作业状态确定部2103在底面角度小于预定角度的情况下，判定为作业状态为碾压作业状态。例如，因为在挖掘作业时是在使铲斗133的铲尖朝向设计面的同时使工作装置130向施工对象下降，所以底面角度大。另一方面，因为在碾压作业时是在使铲斗133的底面朝向设计面的同时使工作装置130向施工对象下降，所以底面角度小。

《施工管理装置的动作》

以下，对第四实施方式的施工管理装置200的动作方法进行说明。

图15是表示第四实施方式的施工管理装置的动作的流程图。

第四实施方式的施工管理装置200与第一实施方式同样地执行步骤S51到步骤S55的处理。在步骤S55中上方更新标志为关闭的情况下(步骤S55：否)，第四实施方式的施工管理装置200与第一实施方式同样地执行步骤S56到步骤S57的处理。

另一方面，在上方更新标志为开启的情况下(步骤S55：是)，作业状态确定部2103基于在步骤S52中选择的多个轮廓点E的位置，确定铲斗133的底面与设计面所成的角即底面角度(步骤S351)。接着，作业状态确定部2103基于所确定的底面角度，判定作业状态是否是碾压作业状态(步骤S352)。

在判定为作业状态不是碾压作业状态的情况下(步骤S352：否)，即在底面角度为预定角度以上的情况下，施工管理装置200与第一实施方式同样地执行步骤S56到步骤S57的处理。另一方面，在判定为作业状态为碾压作业状态的情况下(步骤S352：是)，即在底面角度小于预定角度的情况下，施工管理装置200使处理进入步骤S57，无论轮廓点E的高度是否小于现状地形数据的高度都将现状地形数据的高度更新为轮廓点E的高度。

《作用、效果》

这样，根据第四实施方式，施工管理装置200在作业状态为碾压作业状态的情况下，基于铲斗133的高度将铲斗133的平面位置所涉及的现状地形数据的高度更新为上方的值。由此，当液压挖掘机100在填土作业时进行碾压操作时，施工管理装置200能够更新现状地形数据。应予说明，在该实施方式中，基于底面角度来判定是否是碾压作业，但也可以通过其他方法来判定是否是碾压作业，并且改变现状地形数据的更新方法。

以上参照附图对一实施方式进行了详细说明，但是具体结构并不限于上述结构，也能够进行各种设计变更等。

在上述实施方式中，作为预定的作业状态的例子，列举了平整作业状态及碾压作业状态，但是在其他实施方式中，也可以将挖掘作业、介入控制状态等设为预定的作业状态。

上述实施方式的施工管理装置200利用铲斗133的轮廓点E中与设计面的距离最近的轮廓点E所通过的最短距离线Lm来更新现状地形数据，但是不限于此。例如，其他实施方式的施工管理装置200也可以利用铲斗133的轮廓点中与现状地形的距离最近的轮廓点E所通过的最短距离线Lm来更新现状地形数据。再如，其他实施方式的施工管理装置200也可以利用铲斗133的铲尖或底面等预先设定的铲斗133的线来更新现状地形数据。另外，在其他实施方式中，也可以是：在铲斗133比设计面更靠下方的情况下，施工管理装置200不使用铲斗133的轮廓点E中与设计面的距离最近的轮廓点E所通过的最短距离线Lm、即位于最上方的线，而是使用位于最下方的轮廓点所通过的线来更新现状地形数据。

另外，上述实施方式的施工管理装置200在正在进行介入控制时判定为处于平整作业中，但是不限于此。例如，其他实施方式的施工管理装置200也可以将更新现状地形数据的线固定为铲尖线，在进行介入作业，并且铲斗133的轮廓点E中的铲尖的轮廓点E最接近设计面的情况下，在铲尖线的轮廓点E处进行上方更新。并且，其他实施方式的施工管理装置200也可以为：在正在进行介入作业，但铲斗133的铲尖以外的轮廓点E最接近设计面的情况下，仅在轮廓点E的高度低于现状地形数据的高度的情况下更新现状地形数据的高度。这是因为，在施工中多数是利用铲斗133的铲尖进行平整作业，之后利用铲斗133的底面进行完工作业。

另外，在其他实施方式中，施工管理装置200也可以基于杆操作(大臂、小臂、铲斗操作的组合)来判定是否为平整作业，还可以通过动画数据的解析来判定是否为平整作业。另外，平整作业的判定也可以利用杆操作的信号值、图像数据通过机械学习等AI(Artificial Intelligence：人工智能)处理来进行。

另外，在其他实施方式中，施工管理装置200也可以在向大臂缸134、小臂缸135或铲斗缸136施加了预定值以上的压力时，判定为是挖掘作业状态及碾压作业状态等预定的作业状态，将现状地形数据向上方更新。这是因为，在挖掘时或碾压时等预定的作业中要向工作装置130施加压力，所以能够由此判定作业状态。另外，在其他实施方式中，施工管理装置200也可以在铲斗133相对于设计面进入了上下方向的预定范围内的区域的情况下，判定为是填土作业状态等预定的作业状态，将现状地形向上方更新。因为铲斗133在设计面旁边移动多有可能是正在进行填土作业。挖掘作业状态、碾压作业状态、填土作业状态分别是预定的作业状态的一例。

施工管理装置200也可以不仅在上方更新标志为开启的情况下，将现状地形向上方更新，而且在铲斗133的最下点比现状地形更靠下方的情况下，通过与最下点相同的方法向下方更新。即，施工管理装置200也可以始终基于铲斗位置来更新现状地形。

在上述实施方式中，施工管理装置200求出铲斗133的最短距离线Lm并仅将最短距离线Lm上的轮廓点E用于现状地形的更新，但是不限于此。例如，其他实施方式的施工管理装置200也可以使用分别通过各轮廓点E的多个铲斗133的线来更新现状地形。也就是说，因为平面位置根据线的不同而有所不同，所以施工管理装置200也可以针对每个线都判定是否应该更新现状地形。另外，在预定的平面位置处存在与多个线的轮廓点E的位置有关的数据的情况下，也可以利用其中的最下点的高度来更新该平面位置处的现状地形数据的高度。

另外，其他实施方式的施工管理装置200也可以不使用上方更新标志及平整作业的判定结果，而是基于其他条件将现状地形向上方更新。例如，其他实施方式的施工管理装置200也可以仅在使用介入标志的介入控制正在工作的情况下进行上方更新。即，其他实施方式的施工管理装置200也可以在作业状态为介入控制状态的情况下将现状地形数据向上方更新。在该情况下，介入控制状态是预定的作业状态的一例。

另外，在上述实施方式中，工作装置控制装置126将介入标志和上方更新标志附加于铲斗位置信息而发送到施工管理装置200，但是不限于此。例如，其他实施方式的工作装置控制装置126也可以在介入控制时将上方更新标志设为开启，从而仅将铲斗位置信息和上方更新标志发送到施工管理装置200。在该情况下，施工管理装置200能够省略图9的步骤S58的处理。

另外，在上述实施方式中，作为车载装置的工作装置控制装置126和作为服务器的施工管理装置200分担地进行上述处理，但是不限于此。例如，在其他实施方式中，也可以是工作装置控制装置126和施工管理装置200中的任一方进行所有的处理，还可以是工作装置控制装置126和施工管理装置200按照与上述实施方式不同的分担方式执行同样的处理。例如，在上述实施方式中，施工管理装置200更新现状地形，但是在其他实施方式中，工作装置控制装置126也可以存储现状地形数据，并且工作装置控制装置126也可以将现状地形数据向上方更新。也就是说，施工管理装置200也可以是作业机械所具备的装置。

工业实用性

本发明的施工管理装置能够在利用作业机械进行填土作业时更新现状地形数据。

附图标记说明

1 施工管理系统

100 液压挖掘机

120 回转体

110 行驶体

130 工作装置

200 施工管理装置

2101 铲斗位置获取部

2102 时间序列选择部

2103 作业状态确定部

2104 距离确定部

2105 最短距离线确定部

2106 现状地形更新部

2301 目标施工数据存储部

2302 现状地形存储部

2303 上方更新标志存储部

Claims (10)

1.一种施工管理装置，其中，具备：

现状地形存储部，其存储现状地形数据，该现状地形数据是表示施工对象的现状地形的三维数据；

铲斗位置获取部，其从具有包含铲斗的工作装置的作业机械，获取所述铲斗的位置；

现状地形更新部，其在所述工作装置的作业状态为预定的作业状态的情况下，基于所述铲斗的位置将所述现状地形数据的高度更新为上方的值。

2.如权利要求1所述的施工管理装置，其中，

所述作业机械具有使所述工作装置减速的介入控制功能，

所述铲斗位置获取部获取所述铲斗的位置、以及表示是否处于正在对所述工作装置进行介入控制的作业状态的信息，

所述预定的作业状态是正在对所述工作装置进行介入控制的作业状态。

3.如权利要求1所述的施工管理装置，其中，

所述预定的作业状态是平整作业状态、碾压作业状态或挖掘作业状态。

4.如权利要求1至3中任一项所述的施工管理装置，其中，

所述铲斗位置获取部获取所述铲斗的多个轮廓点各自的位置，

所述现状地形更新部基于所述多个轮廓点中的最接近设计面的点来更新所述现状地形数据的高度。

5.如权利要求1至4中任一项所述的施工管理装置，其中，

所述现状地形更新部针对从上方俯视观察的每个平面位置，将所述现状地形数据的高度更新为所述工作装置的状态为预定的作业状态的期间中的所述铲斗的高度的最下点的高度。

6.如权利要求1至4中任一项所述的施工管理装置，其中，

所述现状地形更新部在所述作业状态为预定的作业状态的情况下，在进行了上提所述铲斗的操作的情况下，禁止将所述现状地形数据的高度更新为上方的值。

7.一种施工管理方法，其中，具备：

从具有包含铲斗的工作装置的作业机械，获取所述铲斗的位置的步骤；

在所述工作装置的作业状态为预定的作业状态的情况下，基于现状地形数据中的所述铲斗的位置将所述现状地形数据的高度更新为上方的值，所述现状地形数据是表示施工对象的现状地形的三维数据。

8.一种显示装置，该显示装置显示施工对象的现状地形以及设置于作业机械的工作装置的铲斗，其中，

所述显示装置具备显示部，所述显示部在从侧面观察所述作业机械的视角下，显示从侧面观察所述铲斗而得的图像、表示设计面的线以及表示所述现状地形的线，

在所述显示部，在所述工作装置的作业状态为预定的作业状态的情况下，基于所述铲斗的位置将表示现状地形的高度的线更新为上方的位置进行显示。

9.一种施工管理装置，其中，具备：

现状地形存储部，其存储现状地形数据，该现状地形数据是表示施工对象的现状地形的三维数据；

铲斗位置获取部，其从具有具备铲斗的工作装置的作业机械，获取所述铲斗的位置；

现状地形更新部，其基于所述铲斗的位置，进行利用最下点来更新所述现状地形数据的高度的最下点更新、或者将所述现状地形数据的高度向上方更新的上方更新；

所述现状地形更新部在满足上方更新允许条件的情况下进行上方更新，在不满足上方更新允许条件的情况下进行最下点更新。

10.一种施工管理装置，其中，具备：

现状地形存储部，其存储现状地形数据，该现状地形数据是表示施工对象的现状地形的三维数据；

目标施工数据存储部，其存储所述施工对象的设计面；

铲斗位置获取部，其从具有包含铲斗的工作装置的作业机械，获取所述铲斗的位置；

操作信号获取部，其获取用于操作所述工作装置的操作杆的操作信号；

现状地形更新部，其在所述铲斗的位置位于所述设计面的预定范围内并且对工作装置进行了操作的情况下，基于所述铲斗的位置将所述现状地形数据的高度更新为上方的值。

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