DE112016003697T5

DE112016003697T5 - Bauverfahren, Arbeitsmaschinensteuersystem und Arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE112016003697T5
Application number: DE112016003697.3T
Authority: DE
Inventors: Tomohiro Taira; Nao Asada; Kentaro Takayama
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2015-10-05
Filing date: 2016-10-05
Publication date: 2018-05-03
Also published as: JP6616149B2; AU2016336315A1; AU2019202194A1; US20180230678A1; AU2021201940A1; WO2017061512A1; JP2017071914A; AU2023203740A1

Abstract

Arbeitsmaschinensteuersystem umfasst eine Formdetektionseinheit und eine Bauinformationserzeugungseinheit. Die Formdetektionseinheit detektiert ein zu erbauendes Objekt und gibt Forminformationen aus, die eine dreidimensionale Form des Objekts darstellt. Die Bauinformationserzeugungseinheit erlangt die Forminformationen von der Formdetektionseinheit und bestimmt unter Verwendung der Forminformationen Soll-Bauinformationen als ein Ziel des Bauvorhabens des zu erbauenden Objekts.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauverfahren, ein Arbeitsmaschinensteuersystem und eine Arbeitsmaschine.
Hintergrund
Es gibt Arbeitsmaschinen, die Bildgebungsvorrichtungen aufweisen. Die Patentliteratur 1 beschreibt eine Technologie zum Erzeugen von Bauplanbilddaten auf der Basis von Bauplandaten, die in einer Speichereinheit gespeichert sind, und Positionsinformationen einer Stereokamera, Überlagern der Ist-Bilddaten, die von der Stereokamera aufgenommen wurden, mit Bauplanbilddaten zu einem Verbundbild und dreidimensionalem Anzeigen des überlagerten Verbundbildes auf einer dreidimensionalen Anzeigevorrichtung.
Zitatenliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2013-36243 A Zusammenfassung
Technisches Problem
Beim Bauen eines Objekts misst ein Arbeiter das zu erbauende Objekt, um die vorhandene Form des Objekts zu bestimmen, wobei auf der Grundlage der erhaltenen Form des Objekts Entwurfsinformationen über das zu erbauende Objekt erzeugt werden. Gemäß einem solchen Verfahren kann bei dem Bauvorhaben des zu erbauenden Objekts eine Soll-Form bestimmt werden, aber es erfordert Zeit und Mühe, eine Messvorrichtung einzustellen, die Messvorrichtung nach der Messung zu entfernen oder eine Messung durchzuführen.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Zeit und Mühe zu reduzieren, um bei einem Bauvorhaben des zu erbauenden Objekts eine Soll-Form zu bestimmen.
Lösung des Problems
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Bauverfahren: Erfassen von Informationen über ein Objekt, das von einer Objektdetektionseinheit einer Arbeitsmaschine detektiert wird; Bestimmen von Forminformationen, die eine dreidimensionale Form des Objekts darstellen, auf der Basis der erfassten Informationen über das Objekt; und
Bestimmen von Soll-Bauinformationen als ein Ziel des Bauvorhabens des Objekts durch eine Arbeitsmaschine unter Verwendung der Forminformationen.
Es ist zu bevorzugen, dass die Arbeitsmaschine eine Arbeitseinheit aufweist und die Arbeitseinheit auf der Basis der Soll-Bauinformationen gesteuert wird.
Es ist zu bevorzugen, dass die Soll-Bauinformationen durch Ändern einer Position einer Oberfläche des Objekts, die in der Forminformation enthalten ist, erhalten wird.
Es ist zu bevorzugen, dass das Ändern der Position der Oberfläche des Objekts das Versetzen der Oberfläche des Objekts um eine vorbestimmte Tiefe oder eine vorbestimmte Höhe aufweist.
Es ist zu bevorzugen, dass das Ändern der Position der Oberfläche des Objekts das Bereitstellen einer Neigung mit einem vorbestimmten Neigungswinkel auf der Oberfläche des Objekts aufweist.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Arbeitsmaschinensteuersystem: eine Objektdetektionseinheit, die eingerichtet ist, um ein Objekt zu detektieren und Informationen über das Objekt auszugeben; eine Formdetektionseinheit, die eingerichtet ist, um unter Verwendung von Informationen über das Objekt, die von der Objekterfassungseinheit erfasst werden, Forminformationen auszugeben, die eine dreidimensionale Form des Objekts darstellen; und eine Bauinformationserzeugungseinheit, die eingerichtet ist, um die Forminformationen von der Formdetektionseinheit zu erfassen und unter Verwendung der Forminformationen Soll-Bauinformationen als ein Ziel des Bauvorhabens des Objekts zu bestimmen.
Es ist zu bevorzugen, dass das Arbeitsmaschinensteuersystem ferner eine Arbeitseinheitssteuereinheit umfasst, die eingerichtet ist, um die Arbeitseinheit auf der Basis der Soll-Bauinformationen zu steuern.
Es ist zu bevorzugen, dass das Arbeitsmaschinensteuersystem ferner eine Anzeigevorrichtung umfasst, die eingerichtet ist, um eine Form des durch die Soll-Bauinformationen dargestellten Ziels anzuzeigen.
Es ist zu bevorzugen, dass die Bauinformationserzeugungseinheit eingerichtet ist, um eine Position einer Oberfläche des Objekts zu ändern, die in den Forminformationen enthalten ist, um die Soll-Bauinformationen zu bestimmen.
Es ist zu bevorzugen, dass die Formdetektionseinheit mindestens zwei Bildgebungsvorrichtungen umfasst.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Arbeitsmaschine das Arbeitsmaschinensteuersystem.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Arbeitsmaschine das Arbeitsmaschinensteuersystem, wobei die Arbeitsmaschine durch eine Fernsteuervorrichtung ferngesteuert wird.
Nach der vorliegenden Erfindung wird weniger Zeit und Aufwand benötigt, wenn eine Soll-Form bei dem Bauvorhaben eines zu erbauenden Objekts bestimmt wird. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Baggers mit einem Abbildungsvorrichtungssteuersystem nach einer ersten Ausführungsform.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts um einen Fahrersitz des Baggers herum nach der ersten Ausführungsform.
3 ist ein Diagramm, das ein Arbeitsmaschinensteuersystem und ein Arbeitsmaschinenverwaltungssystem nach einer Ausführungsform darstellt.
4 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Hardwarekonfiguration eines Baggers und einer Verwaltungsvorrichtung darstellt.
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Baustelle darstellt, die von dem Bagger nach der ersten Ausführungsform erbaut wurde.
6 ist ein Diagramm, das Forminformationen veranschaulicht, die durch ein Arbeitsmaschinensteuersystem nach der ersten Ausführungsform bestimmt werden.
7 ist ein Diagramm, das einen Bagger darstellt, der bezüglich einer Schwerkraftrichtung geneigt ist.
8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Bildes darstellt, das durch Abbilden eines Objekts unter Verwendung von mindestens einem Paar von Abbildungsvorrichtungen erhalten wird, während der Bagger bezüglich der Schwerkraftrichtung geneigt ist.
9 ist ein Diagramm, das ein Vorgangsbeispiel zur Bestimmung von Forminformationen durch ein Steuersystem nach der ersten Ausführungsform darstellt.
10 ist eine Tabelle, die ein Beispiel einer Datendatei von Forminformationen darstellt, die durch das Steuersystem nach der ersten Ausführungsform bestimmt wird.
11 ist ein Diagramm, das Soll-Bauinformationen darstellt, die von dem Arbeitsmaschinensteuersystem nach der ersten Ausführungsform erzeugt werden.
12 ist ein Diagramm, das Soll-Bauinformationen darstellt, die von dem Arbeitsmaschinensteuersystem nach der ersten Ausführungsform erzeugt werden.
13 ist ein Diagramm, das Soll-Bauinformationen darstellt, die von dem Arbeitsmaschinensteuersystem nach der ersten Ausführungsform erzeugt werden.
14 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Vorgangsbeispiel eines Bauverfahrens nach der ersten Ausführungsform darstellt.
15 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Vorgangsbeispiel eines Bauverfahrens nach einer zweiten Ausführungsform darstellt.
16 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Vorgangsbeispiel eines Bauverfahrens nach einer dritten Ausführungsform darstellt.
17 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Vorgangsbeispiel eines Bauverfahrens nach einer ersten Modifikation der dritten Ausführungsform darstellt.
18 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Vorgangsbeispiel eines Bauverfahrens nach einer zweiten Modifikation der dritten Ausführungsform darstellt.
19 ist ein Diagramm, das das Bauverfahren nach der zweiten Modifikation der dritten Ausführungsform darstellt.
20 ist ein Diagramm, das das Bauverfahren nach der zweiten Modifikation der dritten Ausführungsform darstellt.
21 ist ein Diagramm, das ein Verwaltungssystem nach einer vierten Ausführungsform darstellt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Modi zur Ausführung der vorliegenden Erfindung (Ausführungsformen) werden nachstehend im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
<Gesamtkonfiguration des Baggers>
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Baggers 1, der ein Abbildungsvorrichtungssteuersystem nach einer ersten Ausführungsform aufweist. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts um einen Fahrersitz des Baggers 1 nach der ersten Ausführungsform herum. Der Bagger 1 als eine Arbeitsmaschine weist einen Fahrzeugkörper 1B und eine Arbeitseinheit 2 auf. Der Fahrzeugkörper 1B weist einen Schwenkkörper 3, eine Kabine 4 und einen Fahrkörper 5 auf. Der Schwenkkörper 3 ist um eine Schwenkachse Zr zu dem Fahrkörper 5 schwenkbar angebracht. In dem Schwenkkörper 3 sind Vorrichtungen, wie etwa eine Hydraulikpumpe und einen Motor, untergebracht.
Die Arbeitseinheit 2 ist an dem Schwenkkörper 3 schwenkbar angebracht. Handläufe 9 sind an der Oberseite des oberen Schwenkkörpers 3 angebracht. Antennen 21 und 22 sind an den jeweiligen Handläufen 9 angebracht. Die Antennen 21 und 22 sind Antennen für Echtzeitkinematik-GNSS-Systeme (RTK-GNSS, wobei sich GNSS auf ein globales Navigationssatellitensystem bezieht). Die Antennen 21 und 22 sind in einer Richtung einer Ym-Achse eines Fahrzeugkörper-Koordinatensystems (Xm, Ym, Zm) angeordnet und voneinander durch einen vorbestimmten Abstand getrennt.
Die Antennen 21 und 22 empfangen GNSS-Funkwellen und geben Signale gemäß den empfangenen GNSS-Funkwellen aus. Die Antennen 21 und 22 können eine Antenne für das globale Positionierungssystem (GPS) sein.
Die Kabine 4 ist an dem vorderen Abschnitt des Schwenkkörpers 3 angeordnet. Die Kabine 4 weist ein Dach auf, an dem eine Antenne 25A für eine Kommunikation angebracht ist. Der Fahrkörper 5 weist Raupenketten 5a und 5b auf. Die Raupenketten 5a und 5b werden gedreht, um den Bagger 1 zu bewegen.
Die Arbeitseinheit 2 ist an einem vorderen Abschnitt des Fahrzeugkörpers 1B angebracht und umfasst einen Ausleger 6, einen Stiel 7, einen Löffel 8 als ein Arbeitswerkzeug, einen Auslegerzylinder 10, einen Stielzylinder 11 und einen Löffelzylinder 12. In der Ausführungsform weist der Fahrzeugkörper 1B eine Vorderseite auf, die, wie in 2 dargestellt ist, in einer Richtung von einer Rückenlehne 4SS des Fahrersitzes 4S zu einer Betätigungsvorrichtung 35 positioniert ist. Der Fahrzeugkörper 1B weist eine Rückseite auf, die in einer Richtung von der Betätigungsvorrichtung 35 zu der Rückenlehne 4SS des Fahrersitzes 4S positioniert ist. Der Fahrzeugkörper 1B weist einen vorderen Abschnitt auf, der ein Abschnitt an der Vorderseite des Fahrzeugkörpers 1B ist, und ist auf der gegenüberliegenden Seite zu einem Gegengewicht WT des Fahrzeugkörpers 1B positioniert. Die Betätigungsvorrichtung 35 ist eine Vorrichtung zum Betätigen der Arbeitseinheit 2 und des Schwenkkörpers 3 und weist einen rechten Hebel 35R und einen linken Hebel 35L auf.
Der Ausleger 6 weist einen Basisendabschnitt auf, der drehbar an dem vorderen Abschnitt des Fahrzeugkörpers 1B über einen Auslegerstift 13 angebracht ist. Das heißt, der Auslegerstift 13 entspricht einem Drehzentrum des Auslegers 6 bezüglich des Schwenkkörpers 3. Der Stiel 7 weist einen Basisendabschnitt auf, der an einem Spitzenendabschnitt des Auslegers 6 über einen Stielstift 14 drehbar angebracht ist. Das heißt, der Stielstift 14 entspricht einem Drehzentrum des Stiels 7 bezüglich des Auslegers 6. Der Stiel 7 weist einen Spitzenendabschnitt auf, an dem der Löffel 8 über einen Löffelstift 15 drehbar angebracht ist. Das heißt, der Löffelstift 15 entspricht einem Drehzentrum des Löffels 8 in Bezug auf den Stiel 7.
Jeder von dem Auslegerzylinder 10, dem Stielzylinder 11 und dem Löffelzylinder 12, die in 1 dargestellt sind, sind Hydraulikzylinder, die jeweils durch Hydraulikdruck angetrieben werden. Der Auslegerzylinder 10 weist einen Basisendabschnitt auf, der an dem Schwenkkörper 3 über einen Auslegerzylinderfußstift 10a drehbar angebracht ist. Der Auslegerzylinder 10 weist einen Spitzenendabschnitt auf, der über einen oberen Auslegerzylinderspitzenstift 10b an dem Ausleger 6 drehbar angebracht ist. Der Auslegerzylinder 10 dehnt sich aus und zieht sich durch hydraulischen Druck zusammen, um den Ausleger 6 anzutreiben.
Der Stielzylinder 11 weist einen Basisendabschnitt auf, der an dem Ausleger 6 über einen Stielzylinderfußstift 11a drehbar angebracht ist. Der Stielzylinder 11 weist einen Spitzenendabschnitt auf, der an dem Stiel 7 über einen oberen Stielzylinderstift 11b drehbar angebracht ist. Der Stielzylinder 11 dehnt sich aus und zieht sich durch hydraulischen Druck zusammen, um den Stiel 7 anzutreiben.
Der Löffelzylinder 12 weist einen Basisendabschnitt auf, der an dem Stiel 7 über einen Löffelzylinderfußstift 12a drehbar angebracht ist. Der Löffelzylinder 12 weist einen distalen Endabschnitt auf, der an einem Ende eines ersten Verbindungselements 47 und an einem Ende eines zweiten Verbindungselements 48 über einen oberen Löffelzylinderstift 12b drehbar befestigt ist. Das andere Ende des ersten Verbindungselements 47 ist an dem Spitzenendabschnitt des Stiels 7 über einen ersten Verbindungsstift 47a drehbar angebracht. Das andere Ende des zweiten Verbindungselements 48 ist über einen zweiten Verbindungsstift 48a an dem Löffel 8 drehbar angebracht. Der Löffelzylinder 12 dehnt sich aus und zieht sich durch hydraulischen Druck zusammen, um den Löffel 8 anzutreiben.
Die Löffel 8 weist eine Vielzahl von Zähnen 8B auf. Die Vielzahl von Zähnen 8B ist in einer Breitenrichtung des Löffels 8 ausgerichtet. Jeder der Zähne 8B weist ein Ende, das als eine Zahnspitze 8BT ausgebildet ist. Die Löffel 8 ist ein Beispiel für das Arbeitswerkzeug. Das Arbeitswerkzeug ist nicht auf den Löffel 8 beschränkt. Das Arbeitswerkzeug kann ein Kipplöffel, ein Böschungslöffel, ein Gesteinsbrecher mit einer Steinbruchspitze oder dergleichen sein.
Der Schwenkkörper 3 weist eine Positionsdetektionsvorrichtung 23 und eine Trägheitsmesseinheit (IMU) 24 als ein Beispiel einer Haltungsdetektionsvorrichtung auf. Signale von den Antennen 21 und 22 werden in die Positionsdetektionsvorrichtung 23 eingegeben. Die Positionsdetektionsvorrichtung 23 verwendet Signale von den Antennen 21 und 22, um die Ist-Positionen der Antennen 21 und 22 und die Ausrichtung des Schwenkkörpers 2 in einem globalen Koordinatensystem (Xg, Yg, Zg) zu detektieren und auszugeben. Die Ausrichtung des Schwenkkörpers 3 repräsentiert eine Ausrichtung des Schwenkkörpers 3 im globalen Koordinatensystem. Die Ausrichtung des Schwenkkörpers 3 kann zum Beispiel durch eine Vorne-Hinten-Richtung des Schwenkkörpers 3 um eine Zg-Achse des globalen Koordinatensystems ausgedrückt werden. Ein Azimutwinkel repräsentiert einen Drehwinkel um die Zg-Achse des globalen Koordinatensystems einer Bezugsachse in der Vorne-Hinten-Richtung des Schwenkkörpers 3. Die Ausrichtung des Schwenkkörpers 3 ist durch den Azimutwinkel dargestellt. In der Ausführungsform berechnet die Positionsdetektionsvorrichtung 23 den Azimutwinkel aus relativen Positionen der zwei Antennen 21 und 22.
<Bildgebungsvorrichtung>
Wie in 2 dargestellt, weist der Bagger 1 mehrere Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c und 30d in der Fahrerkabine 4 auf. Die mehreren Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c und 30d stellen ein Beispiel einer Detektionsvorrichtung dar, die die Form eines Objekts detektiert. Im Folgenden werden in einem Fall, in dem die mehreren Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c und 30d nicht voneinander unterschieden werden, die Bildgebungsvorrichtungen gegebenenfalls als Bildgebungsvorrichtungen 30 bezeichnet. Die Bildgebungsvorrichtungen 30a und 30c der mehreren Bildgebungsvorrichtungen 30 sind auf der Seite der Arbeitseinheit 2 angeordnet. Der Typ der Bildgebungsvorrichtung 30 ist nicht beschränkt. In der Ausführungsform wird jedoch eine Bildgebungsvorrichtung verwendet, die einen CCD(Couple Charged Device)-Bildsensor oder einen CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)-Bildsensor aufweist.
Wie in 2 dargestellt, sind die Bildgebungsvorrichtung 30a und die Bildgebungsvorrichtung 30b in einem vorbestimmten Abstand in der Fahrerkabine 4 in der gleichen Richtung oder in unterschiedlichen Richtungen angeordnet. Die Bildgebungsvorrichtung 30c und die Bildgebungsvorrichtung 30d sind in gleicher Richtung oder unterschiedlichen Richtungen in einem vorbestimmten Abstand zueinander in der Fahrerkabine 4 angeordnet. Zwei der Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c und 30d sind zu einer Stereokamera zusammengefasst. In der Ausführungsform ist eine Stereokamera aus einer Kombination der Bildgebungsvorrichtungen 30a und 30b und eine Stereokamera einer Kombination der Bildgebungsvorrichtungen 30c und 30d eingerichtet. In der Ausführungsform sind die Bildgebungsvorrichtung 30a und die Bildgebungsvorrichtung 30b nach oben gerichtet, und die Bildgebungsvorrichtung 30c und die Bildgebungsvorrichtung 30d sind nach unten gerichtet. Zumindest die Bildgebungsvorrichtung 30a und die Bildgebungsvorrichtung 30c sind der Vorderseite des Baggers 1, in der Ausführungsform der Vorderseite des Schwenkkörpers 3, zugewandt. Die Bildgebungsvorrichtung 30b und die Bildgebungsvorrichtung 30d können der Arbeitseinheit 2 ein wenig zugewandt sein, d.h., ein wenig der Seite der Bildgebungsvorrichtung 30a und der Bildgebungsvorrichtung 30c zugewandt angeordnet sein.
In der Ausführungsform weist der Bagger 1 vier Abbildungsvorrichtungen 30 auf, aber die Anzahl von Abbildungsvorrichtungen 30 des Baggers 1 beträgt vorzugsweise mindestens 2 und ist nicht auf vier beschränkt. Dies liegt daran, dass in dem Bagger 1 zumindest ein Paar von Bildgebungsvorrichtungen 30 eine Stereokamera zum Aufnehmen von Stereobildern des Objekts bildet.
Die Vielzahl von Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c und 30d ist an der vorderen oberen Seite der Kabine 4 angeordnet. Die obere Seite ist in einer Richtung senkrecht zu einer Bodenebene, auf der die Raupenketten 5a und 5b des Baggers 1 positioniert sind, und weg von der Grundebene. Die Grundebene der Raupenketten 5a und 5b stellt eine Ebene dar, die durch mindestens drei nichtkollinearen Punkte in einem Abschnitt definiert ist, wo mindestens eine der Raupenketten 5a und 5b Kontakt mit dem Boden aufweist. Die untere Seite ist in einer Richtung entgegengesetzt zu der der oberen Seite, das heißt, in einer Richtung senkrecht zu der Bodenebene, auf der die Raupenketten 5a und 5b positioniert sind, und zu der Bodenebene hin.
Die Vielzahl von Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c und 30d erfasst Stereobilder des Objekts, das vor dem Fahrzeugkörper 1B des Baggers 1 positioniert ist. Das Objekt ist beispielsweise ein Objekt, das von der Arbeitseinheit 2 ausgegraben werden soll. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Ergebnis des Erfassens von stereoskopischen Bildern durch mindestens ein Paar von Bildgebungsvorrichtungen 30 verwendet, um das Objekt dreidimensional zu messen. Orte, an denen die Vielzahl von Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c und 30d angeordnet sind, sind nicht auf die vordere obere Seite der Kabine 4 beschränkt.
Die Bildgebungsvorrichtung 30c der mehreren Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c und 30d wird beispielsweise als eine Referenz für die Bildgebungsvorrichtungen festgelegt. Jede der vier Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c und 30d weist ein Koordinatensystem auf. Diese Koordinatensysteme werden geeignet als Bildgebungsvorrichtungskoordinatensysteme bezeichnet. 2 veranschaulicht nur ein Koordinatensystem (xs, ys, zs) der Bildgebungsvorrichtung 30c als eine Referenz. Der Ursprung des Bildgebungsvorrichtungskoordinatensystems ist das Zentrum jeder der Bildgebungsvorrichtung 30a, 30b, 30c und 30d.
Das vorstehend beschriebene Fahrzeugkörper-Koordinatensystem (Xm, Ym, Zm) ist ein Koordinatensystem basierend auf dem Ursprung, der an dem Fahrzeugkörper 1B, in der Ausführungsform an dem Schwenkkörper 3, befestigt ist. In der Ausführungsform ist der Ursprung des Fahrzeugkörper-Koordinatensystems (Xm, Ym, Zm) beispielsweise die Mitte eines Schwenkkreises des Schwenkkörpers 3. Die Mitte des Schwenkkreises existiert auf der Schwenkmittelachse Zr des Schwenkkörpers 3. Das Fahrzeugkörper-Koordinatensystem (Xm, Ym, Zm) weist eine Zm-Achse auf, die die Schwenkmittelachse Zr des Schwenkkörpers 3 ist, und eine Xm-Achse, die sich in der Vorne-Hinten-Richtung des Schwenkkörpers 3 und orthogonal zur Zm-Achse erstreckt. Die Xm-Achse ist eine Referenzachse in der Vorne-Hinten-Richtung des Schwenkkörpers 3. Die Ym-Achse ist eine Achse, die sich in einer Breitenrichtung des Schwenkkörpers 3 und orthogonal zu der Zm-Achse und der Xm-Achse erstreckt. Das vorstehend beschriebene globale Koordinatensystem (Xg, Yg, Zg) ist ein Koordinatensystem, das mit GNSS gemessen wird und das einen Ursprung aufweist, der an der Erde fixiert ist. Das Fahrzeugkörper-Koordinatensystem ist nicht auf das Beispiel der Ausführungsform beschränkt. In dem Fahrzeugkörper-Koordinatensystem kann die Mitte des Auslegerstifts 13 als der Ursprung des Fahrzeugkörper-Koordinatensystems festgelegt werden. Die Mitte des Auslegerstifts 13 ist eine Mitte eines Querschnitts des Auslegerstifts 13, wenn dieser in einer Ebene senkrecht zu einer Richtung geschnitten wird, in die sich der Auslegerstift 13 erstreckt, und ist eine Mitte in einer Richtung, in die sich der Auslegerstift 13 erstreckt.
<Steuersystem und Verwaltungssystem>
3 ist ein Diagramm, das ein Arbeitsmaschinensteuersystem 50 und ein Arbeitsmaschinenverwaltungssystem 100 nach einer Ausführungsform darstellt. Eine Systemkonfiguration des Steuersystems 50 und des Verwaltungssystems 100, die in 3 dargestellt sind, sind lediglich Beispiele und das Steuersystem 50 und das Verwaltungssystem 100 sind nicht auf das Vorrichtungskonfigurationsbeispiel der vorliegenden Ausführungsform beschränkt. Zum Beispiel weist das Steuersystem 50 verschiedene Vorrichtungen auf, die möglicherweise nicht unabhängig voneinander sind. Das heißt, Funktionen einer Vielzahl von Vorrichtungen können durch eine Vorrichtung realisiert werden.
Das Arbeitsmaschinensteuersystem 50 (nachfolgend als Steuersystem 50 bezeichnet) weist die Vielzahl von Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c und 30d und verschiedene Steuervorrichtungen zum Steuern des Baggers 1 auf. Die Vielzahl von Bildgebungsvorrichtungen und der Steuerungsvorrichtungen sind in dem Fahrzeugkörper 1B des in 1 dargestellten Baggers 1, insbesondere in der vorliegenden Ausführungsform in dem Schwenkkörper 3 enthalten.
Die verschiedenen Steuervorrichtungen des Steuersystems 50 weisen eine Detektionsvorrichtung 51, eine Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52, eine Sensorsteuervorrichtung 53, eine Motorsteuervorrichtung 54, eine Pumpensteuervorrichtung 55 und eine Arbeitseinheitssteuervorrichtung 56 auf, die in 3 dargestellt sind. Zusätzlich weist das Steuersystem 50 eine Bauverwaltungsvorrichtung 57 zum Verwalten des Zustands des Baggers 1 und des Status des Bauvorhabens, das durch den Bagger 1 durchgeführt wird. Ferner umfasst das Steuersystem 50 eine Anzeigevorrichtung 58 zum Anzeigen von Informationen über den Bagger 1 oder ein Bauleitbild auf einem Bildschirm 58D, und eine Kommunikationsvorrichtung 25 zum Kommunizieren mit mindestens einer von einer Verwaltungsvorrichtung 61 in einer Verwaltungseinrichtung 60, die außerhalb des Baggers 1 positioniert ist, einem anderen Baggers 1ot, einem mobilen Endgerät 64 und der Verwaltungseinrichtung 60. Ferner umfasst das Steuerungssystem 50 die Positionserfassungsvorrichtung 23 zum Erfassen von Informationen, die zum Steuern des Baggers 1 erforderlich sind, und weist ferner eine IMU 24 auf. In der vorliegenden Ausführungsform weist das Steuerungssystem 50 vorzugsweise zumindest die Erfassungsvorrichtung 51 und die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 auf.
In der Ausführungsform sind die Detektionsvorrichtung 51, die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52, die Sensorsteuervorrichtung 53, die Motorsteuervorrichtung 54, die Pumpensteuervorrichtung 55, die Arbeitseinheitssteuervorrichtung 56, die Bauverwaltungsvorrichtung 57, die Anzeigevorrichtung 58, die Positionsdetektionsvorrichtung 23 und die Kommunikationsvorrichtung 25 mit einer Signalleitung 59 verbunden und kommunizieren miteinander. In der Ausführungsform ist der Kommunikationsstandard, der die Signalleitung 59 verwendet, ein Controller Area Network (CAN), ist aber nicht darauf beschränkt. Im Folgenden kann sich Bagger 1 auf verschiedene elektronische Vorrichtungen, wie etwa die Detektionsvorrichtung 51 und die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 des Baggers 1beziehen.
4 ist ein Diagramm, das ein Hardwarekonfigurationsbeispiel des Baggers 1 und der Verwaltungsvorrichtung 61 darstellt. In der Ausführungsform weisen die Detektionsvorrichtung 51, die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52, die Sensorsteuervorrichtung 53, die Motorsteuervorrichtung 54, die Pumpensteuervorrichtung 55, die Arbeitseinheitssteuervorrichtung 56, die Bauverwaltungsvorrichtung 57, die Anzeigevorrichtung 58, die Positionsdetektionsvorrichtung 23, die Kommunikationsvorrichtung 25, die in dem Bagger 1 enthalten sind, und die Verwaltungsvorrichtung 61, wie in 1 dargestellt, weisen eine Prozessoreinheit PR, eine Speichereinheit MR und eine Eingabe-/Ausgabeeinheit IO auf. Die Prozessoreinheit PR wird beispielsweise durch eine Verarbeitungsvorrichtung, wie beispielsweise eine zentrale Prozessoreinheit (CPU), und einen Speicher realisiert.
Die Speichereinheit MR verwendet mindestens eines von einem flüchtigen oder nichtflüchtigen Halbleiterspeicher, eine Magnetplatte, eine flexible Platte und eine magnetooptische Platte. Der flüchtige oder nichtflüchtige Halbleiterspeicher weist einen Direktzugriffsspeicher (RAM), Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Flash-Speicher, einen löschbaren programmierbarer Nur-Lese-Speicher (EPROM) und einen elektrisch löschbaren, programmierbaren Nur-Lese-Speicher (EEPROM) auf.
Die Eingabe-/Ausgabeeinheit IO ist eine Schnittstellenschaltung, die zum Senden und Empfangen von Daten, Signalen und dergleichen durch den Bagger 1 oder die Verwaltungsvorrichtung 61 zu und von einer anderen Vorrichtung und einer internen Vorrichtung verwendet wird. Die interne Vorrichtung weist die Signalleitung 59 im Bagger 1 auf.
Der Bagger 1 und die Verwaltungsvorrichtung 61 speichern in den Speichereinheiten MR Computerprogramme, um zu bewirken, dass die die jeweiligen Prozessoreinheiten PR Funktionen des Baggers 1 und der Verwaltungsvorrichtung realisieren. Die Prozessoreinheit PR des Baggers 1 und die Prozessoreinheit PR der Verwaltungsvorrichtung 61 realisieren die Funktionen des Baggers 1 und der Verwaltungsvorrichtung 61 durch Lesen und Ausführen der Computerprogramme von den Speichereinheiten MR. Die verschiedenen elektronischen Geräte und Vorrichtungen, die in dem Bagger 1 und der Verwaltungsvorrichtung 61 enthalten sind, können durch dedizierte Hardware realisiert sein, oder es können mehrere Verarbeitungsschaltungen die Funktionen in Kooperation miteinander realisieren. Als nächstes werden die verschiedenen elektronischen Vorrichtungen und Vorrichtungen, die in dem Bagger 1 enthalten sind, beschrieben.
Die Detektionsvorrichtung 51 führt eine stereoskopische Bildverarbeitung an einem Paar von Bildern des Objekts durch, die durch mindestens ein Paar von Bildgebungsvorrichtungen 30 erfasst werden, um eine Position des Objekts, insbesondere die Koordinaten des Objekts in einem dreidimensionalen Koordinatensystem, zu bestimmen. Wie vorstehend beschrieben, verwendet die Detektionsvorrichtung 51 ein Paar von Bildern, die durch Abbilden des gleichen Objekts erhalten werden, indem mindestens ein Paar von Bildgebungsvorrichtungen 30 verwendet wird, um das Objekt dreidimensional zu messen. Das heißt, zumindest ein Paar von Bildgebungsvorrichtungen 30 und die Detektionsvorrichtung 51 messen dreidimensional das Objekt auf stereoskopische Weise. Die stereoskopische Bildverarbeitung ist eine Prozedur, um eine Entfernung zu dem Objekt auf der Grundlage von zwei Bildern zu erhalten, die durch Beobachten desselben Objekts unter Verwendung von zwei unterschiedlichen Bildgebungsvorrichtungen 30 erhalten werden. Die Entfernung zu dem Objekt wird beispielsweise als ein visualisiertes Entfernungsbild durch Schattierung gemäß Entfernungsinformationen dargestellt.
Die Detektionsvorrichtung 51 erfasst Informationen über das Objekt, die von mindestens einem Paar von Bildgebungsvorrichtungen 30 detektiert werden, um Forminformationen zu bestimmen, die eine dreidimensionale Form des Objekts auf der Grundlage der erfassten Informationen über das Objekt darstellen. In der vorliegenden Ausführungsform bildet mindestens ein Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 das Objekt ab, um Informationen über das Objekt zu erzeugen und auszugeben. Die Informationen über das Objekt stellen ein Bild dar, das durch Abbilden eines zu erbauenden Objekts unter Verwendung von mindestens einem Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 erhalten wird. Die Detektionsvorrichtung 51 führt eine Bildverarbeitung auf dem Bild des Objekts auf stereoskopische Weise durch, um die Forminformationen zu bestimmen und auszugeben.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das von der Bildgebungsvorrichtung 30 detektierte Objekt ein Objekt, das erbaut werden soll (im Folgenden als ein zu erbauendes Objekt bezeichnet), und ein erbautes Objekt. In der vorliegenden Ausführungsform sind das zu erbauende Objekt und das erbaute Objekt wünschenswerterweise ein zu erbauendes Objekt und ein erbautes Objekt für mindestens einen von dem Bagger 1, der die Abbildungsvorrichtung 30 aufweist, dem anderen Baggers 1ot, einer anderen Arbeitsmaschine als dem Bagger, und dem Arbeiter.
In der vorliegenden Ausführungsform entspricht mindestens ein Paar von Bildgebungsvorrichtungen 30 einer Objektdetektionseinheit, die das Objekt detektiert und Informationen über das Objekt ausgibt. Die Detektionsvorrichtung 51 entspricht einer Formdetektionseinheit, die Informationen über das Objekt verwendet, die von mindestens einem Paar von Bildgebungsvorrichtungen 30 detektiert werden, und gibt Forminformationen aus, die eine dreidimensionale Form des Objekts darstellt. Anstelle des mindestens einen Paars Abbildungsvorrichtungen 30 kann ein 3D-Scanner, wie etwa ein Laserscanner, verwendet werden. Der 3D-Scanner weist die Funktionen der Objektdetektionseinheit und der Formdetektionseinheit zum Detektieren der Objekt- und Ausgabeforminformationen, die eine dreidimensionale Form des Objekts darstellen, auf.
Ein Hub 31 und ein Bildgebungsschalter 32 sind mit der Detektionsvorrichtung 51 verbunden. Die mehreren Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c und 30d sind mit dem Hub 31 verbunden. Die Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c und 30d und die Detektionsvorrichtung 51 können ohne die Verwendung des Hubs 31 verbunden werden. Die Bildgebungsergebnisse der Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c und 30d werden über den Hub 31 in die Detektionsvorrichtung 51 eingegeben. Die Detektionsvorrichtung 51 erfasst die Bildgebungsergebnisse der Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c und 30d, das heißt in der Ausführungsform Objektbilder, über den Hub 31. Wenn in der Ausführungsform der Bildgebungsschalter 32 betätigt wird, bildet mindestens das Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 das Objekt ab. Der Bildgebungsschalter 32 ist in der in 2 dargestellten Fahrerkabine 4 installiert. Zum Beispiel ist der Bildgebungsschalter 32 in der Nähe der Betätigungsvorrichtung 35 installiert. Der Installationsort des Bildgebungsschalters 32 ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 bestimmt und gibt Soll-Bauinformationen als Soll-Forminformation aus, wenn der Bagger 1 das zu erbauende Objekt baut. In der vorliegenden Ausführungsform verwendet die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 die Forminformationen des zu erbauenden Objekts, die durch die Detektionsvorrichtung 51 bestimmt werden, um die Soll-Bauinformationen zu bestimmen. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Soll-Bauinformationen eine Positionsinformation, die eine Soll-Form, die für das Bauvorhaben des zu erbauenden Objekts verwendet wird, durch dreidimensionale Koordinaten in dem globalen Koordinatensystem darstellen. Die Soll-Bauinformationen können Informationen über dreidimensionale Koordinaten in einem anderen Koordinatensystem als dem globalen Koordinatensystem sein. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 einer Bauinformationserzeugungseinheit.
Informationen über das zu erbauende Objekt, die von mindestens einem Paar von Bildgebungsvorrichtungen 30 erfasst werden, können über die Kommunikationsvorrichtung 25 außerhalb des Baggers 1 übertragen werden, und die Verwaltungsvorrichtung 61 kann beispielsweise die Koordinaten des Objekts in dem dreidimensionalen Koordinatensystem bestimmen. In dieser Konfiguration erreicht die Verwaltungsvorrichtung 61 die Funktion der Detektionsvorrichtung 51. Ferner kann die Verwaltungsvorrichtung 61 die Funktion der Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 erreichen. Die Forminformationen des zu erbauenden Objekts, die durch die Detektionsvorrichtung 51 bestimmt werden, die auf dem Bagger 1 angebracht ist, können über die Kommunikationsvorrichtung 25 außerhalb des Baggers 1 übertragen werden, und die Verwaltungsvorrichtung 61 kann zum Beispiel die Soll-Bauinformationen bestimmen. In dieser Konfiguration erreicht die Verwaltungsvorrichtung 61 die Funktion der Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52.
Die Sensorsteuervorrichtung 53 ist mit Sensoren zum Detektieren von Informationen über einen Zustand des Baggers 1 und Informationen über einen Zustand der Umgebung des Baggers 1 verbunden. Die Sensorsteuervorrichtung 53 wandelt die von den Sensoren erfassten Informationen in ein Format um, das durch andere elektronische Geräte und Geräte gehandhabt werden kann und gibt die umgewandelten Informationen aus. Die Informationen eines Zustands des Baggers 1 sind beispielsweise Informationen über eine Haltung des Baggers 1, Informationen über eine Haltung der Arbeitseinheit 2 oder dergleichen. In dem in 3 dargestellten Beispiel, sind die IMU 24, eine erste Winkeldetektionseinheit 18A, eine zweite Winkeldetektionseinheit 18B und eine dritte Winkeldetektionseinheit 18C mit der Sensorsteuervorrichtung 53 als diejenigen Sensoren verbunden, die die Informationen eines Zustands des Baggers 1 detektieren. Die Sensoren sind jedoch nicht auf diese Detektionseinheiten beschränkt.
Die IMU 24 detektiert eine auf die IMU 24 wirkende Beschleunigung und Winkelgeschwindigkeit, d.h. eine auf den Bagger 1 wirkende Beschleunigung und Winkelgeschwindigkeit, und gibt diese aus. Die Haltung des Baggers 1 kann aus der auf den Bagger 1 wirkenden Beschleunigung und Winkelgeschwindigkeit erhalten werden. In der Ausführungsform sind die erste Winkeldetektionseinheit 18A, die zweite Winkeldetektionseinheit 18B und die dritte Winkeldetektionseinheit 18C beispielsweise Hubsensoren. Die erste Winkeldetektionseinheit 18A, die zweite Winkeldetektionseinheit 18B und die dritte Winkeldetektionseinheit 18C detektieren Hublängen des Auslegerzylinders 10, des Stielzylinders 11 bzw. des Löffelzylinders 12, um dadurch indirekt einen Drehwinkel des Auslegers 6 bezüglich des Fahrzeugkörpers 1B, einen Drehwinkel des Stiels 7 bezüglich des Auslegers 6 und einen Drehwinkel des Löffels 8 bezüglich des Stiels 7 zu detektieren. Die Position eines Abschnitts der Arbeitseinheit 2 in dem Positionsfahrzeugkörper-Koordinatensystem wird auf der Grundlage des Drehwinkels des Auslegers 6 bezüglich des Fahrzeugkörpers 1B, des Drehwinkels des Stiels 7 bezüglich des Auslegers 6 und des Drehwinkels des Löffels 8 bezüglich des Stiels 7, die durch die erste Winkeldetektionseinheit 18A, die zweite Winkeldetektionseinheit 18B bzw. die dritte Winkeldetektionseinheit 18C detektiert werden, und aus den Abmessungen der Arbeitseinheit 2 erhalten. Ein Beispiel der Position eines Abschnitts der Arbeitseinheit 2 ist die Position der Schneidkante 8BT des Löffels 8. Die erste Winkeldetektionseinheit 18A, die zweite Winkeldetektionseinheit 18B, und die dritte Winkeldetektionseinheit 18C können Potentiometer oder Neigungsmesser anstelle der Hubsensoren sein.
Die Motorsteuervorrichtung 54 steuert einen Verbrennungsmotor 27 als einer Energieerzeugungsvorrichtung für den Bagger 1. Der Verbrennungsmotor 27 ist beispielsweise ein Dieselmotor, ist aber nicht darauf beschränkt. Ferner kann die Energieerzeugungsvorrichtung des Baggers 1 eine Hybridvorrichtung in Kombination aus dem Verbrennungsmotor 27 und dem Geratormotor sein. Der Verbrennungsmotor 27 treibt eine Hydraulikpumpe 28 an.
Die Pumpensteuervorrichtung 55 steuert eine Strömungsrate eines von der Hydraulikpumpe 28 abgegebenen Hydrauliköls. In der Ausführungsform erzeugt die Pumpensteuervorrichtung 55 ein Steuerbefehlssignal zum Einstellen der Strömungsrate des von der Hydraulikpumpe 28 abgegebenen Hydrauliköls. Die Pumpensteuervorrichtung 55 ändert die Strömungsrate des von der Hydraulikpumpe 28 abgegebenen Hydrauliköls durch Ändern eines Taumelscheibenwinkels der Hydraulikpumpe 28 unter Verwendung des erzeugten Steuersignals. Das Hydrauliköl, das von der Hydraulikpumpe 28 abgegeben wird, wird einem Steuerventil 29 zugeführt. Das Steuerventil 29 führt das von der Hydraulikpumpe 28 zugeführte Hydrauliköl zu den Hydraulikvorrichtungen, wie etwa dem Auslegerzylinder 10, dem Stielzylinder 11 und dem Löffelzylinder 12 und einem Hydraulikmotor 5M zu und treibt die Hydraulikvorrichtungen an.
Die Arbeitseinheitssteuervorrichtung 56 steuert die Arbeitseinheit 2 auf der Grundlage der Soll-Implementierungsinformationen. Nachstehend wird diese Steuerung in geeigneter Weise als Arbeitseinheitssteuerung bezeichnet. In der vorliegenden Ausführungsform repräsentiert die Arbeitseinheitssteuerung eine Steuerung zum Bewegen beispielsweise einer Zahnspitze 8BT des Löffels 8 entlang einer zu erbauenden Soll-Fläche. Die zu erbauende Soll-Oberfläche ist eine Oberfläche, die eine Soll-Form nach dem Bauvorhaben durch den Bagger 1 darstellt, und wird durch die Soll-Bauinformationen dargestellt. Die Arbeitseinheitssteuervorrichtung 56 entspricht einer Arbeitseinheitssteuereinheit. Zur Durchführung der Arbeitseinheitssteuerung erfasst die Arbeitseinheitssteuervorrichtung 56 zum Beispiel die Soll-Bauinformationen, die durch die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 erzeugt werden, das Steuerventil 29, so dass sich die Zahnspitze 8BT des Löffels 8 entlang einer zu erbauenden Soll-Oberfläche bewegt, die in den Soll-Bauinformationen enthalten ist, und steuert die Arbeitseinheit 2. Solange der Betrieb der Arbeitseinheit 2 unter Verwendung der Soll-Implementierungsinformationen gesteuert wird, ist die Arbeitseinheitssteuerung nicht auf die Steuerung zum Bewegen der Zahnspitze 8BT des Löffels 8 entlang der zu erbauenden Soll-Oberfläche beschränkt. Zum Beispiel sind die Steuerung zum Verhindern, dass die Zahnspitze 8BT in die zu erbauende Soll-Oberfläche eindringt, und die Steuerung zum Bewegen der Zahnspitze 8BT innerhalb eines vorbestimmten Bereichs der zu erbauenden Soll-Oberfläche in der Arbeitseinheitssteuerung nach der vorliegenden Ausführungsform enthalten. Der Bagger 1 kann die Arbeitseinheitssteuervorrichtung 56 nicht enthalten, um als das Bauleitbild eine Positionsbeziehung zwischen den Soll-Bauinformationen, die durch ein nachfolgend beschriebenes Verfahren erhalten wird, und der Arbeitseinheit 2 des Baggers 1 auf dem Bildschirm 58D der Anzeigevorrichtung 58 anzuzeigen.
Die Bauverwaltungsvorrichtung 57 sammelt zum Beispiel mindestens eine von Forminformationen, die durch die Detektionsvorrichtung 51 bestimmt werden, Bauergebnisse (Forminformationen) des Bauvorhabens des durch den Bagger 1 zu erbauenden Objekts oder Forminformationen, die ein Ist-Gelände des zu erbauenden Objekts darstellen, das durch den Bagger erbaut werden soll. Dann überträgt die Bauverwaltungsvorrichtung 57 die Informationen oder Ergebnisse über die Kommunikationsvorrichtung 25 an die Verwaltungsvorrichtung 61 oder das mobile Endgerät 64. Die Bauverwaltungsvorrichtung 57 kann beispielsweise in der Verwaltungsvorrichtung 61, die außerhalb des Baggers 1 vorgesehen ist, vorgesehen sein. In dieser Konfiguration erfasst die Bauverwaltungsvorrichtung 57 die Forminformationen oder Bauergebnisse von dem Bagger 1 über die Kommunikationsvorrichtung 25.
Die Bauergebnisse sind zum Beispiel Forminformationen, die erhalten werden, indem das zu erbauende Objekt nach dem Bauvorhaben unter Verwendung von mindestens einem Paar von Abbildungsvorrichtungen 30 abgebildet wird und ein Ergebnis der Abbildung einer stereoskopischen Bildverarbeitung durch die Detektionsvorrichtung 51 unterzogen wird. Danach werden die Forminformationen, die ein Ist-Gelände des zu erbauenden Objekts darstellen, das erbaut werden soll, in geeigneter Weise als Ist-Geländeinformationen bezeichnet. Ferner enthalten die Forminformationen Forminformationen, die ein Bauergebnis darstellen, und Forminformationen, die ein Ist-Gelände darstellen. Die Ist-Geländeinformationen sind beispielsweise Forminformationen, die durch die Detektionsvorrichtung 51 auf der Grundlage von Bildern eines zu erbauenden Objekts bestimmt werden, das durch den Bagger 1, den weiteren Bagger 1ot, eine weitere Arbeitsmaschine, den Arbeiter oder dergleichen erbaut werden soll, die von mindestens zwei Abbildungsvorrichtungen 30 aufgenommen werden.
Die Bauverwaltungsvorrichtung 57 sammelt zum Beispiel die Bauergebnisse nach der Tagesarbeit, um die Ergebnisse zu mindestens einer von der Verwaltungsvorrichtung 61 und dem mobilen Endgerät 64 zu übertragen, oder sammelt Bauergebnisse zu einer Vielzahl von Zeitpunkten während der Tagesarbeit, um die Ergebnisse zu mindestens einer von der Verwaltungsvorrichtung 61 und dem mobilen Endgerät 64 zu übertragen. Die Bauverwaltungsvorrichtung 57 kann Forminformationen vor dem Bauvorhaben an die Verwaltungsvorrichtung 61 oder das mobile Endgerät 64, z.B. vor der Arbeit am Morgen, übertragen. In der vorliegenden Ausführungsform sammelt die Bauverwaltungsvorrichtung 57 die Bauergebnisse und sendet die Bauergebnisse zweimal an die Verwaltungsvorrichtung 61 oder das mobile Endgerät 64, beispielsweise am Mittag und am Ende der Tagesarbeit.
In der vorliegenden Ausführungsform zeigt die Anzeigevorrichtung 58 die Informationen über den Bagger 1 auf dem Bildschirm 58D an, wie zum Beispiel ein Flüssigkristallanzeigefeld, oder zeigt das Bauleitbild auf dem Bildschirm 58D an und weiterhin, wenn die Arbeitseinheitssteuerung durchgeführt wird, bestimmt die Anzeigevorrichtung 58 die Position der Arbeitseinheit 2. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Position der Zahnspitze 8BT, die durch die Anzeigevorrichtung 58 bestimmt wird, die Position der Zahnspitze 8BT des Löffels 8. Die Anzeigevorrichtung 58 erfasst die Ist-Positionen der Antennen 21 und 22, die durch die Positionserfassungsvorrichtung 23 erfasst werden, die Drehwinkel, die durch die erste Winkelerfassungseinheit 18A, die zweite Winkelerfassungseinheit 18B und die dritte Winkelerfassungseinheit 18C erfasst werden, die Abmessungen der Arbeitseinheit 2, die in der Speichereinheit MR gespeichert werden, und gibt Daten von der IMU 24 aus, und die Anzeigevorrichtung 58 bestimmt dadurch die Position der Zahnspitze 8BT des Löffels 8. In der vorliegenden Ausführungsform bestimmt die Anzeigevorrichtung 58 die Position der Zahnspitze 8BT des Löffels 8, aber die Position der Zahnspitze 8BT des Löffels 8 kann durch eine andere Vorrichtung als die Anzeigevorrichtung 58 bestimmt werden.
Die Kommunikationsvorrichtung 25 kommuniziert mit mindestens einer von der Verwaltungsvorrichtung 61 in der Verwaltungseinrichtung 60, dem anderen Bagger lot und dem mobilen Endgerät 64 über eine Kommunikationsleitung NTW, um Informationen zu und voneinander zu senden und zu empfangen. In der vorliegenden Ausführungsform führt die Kommunikationsvorrichtung 25 eine drahtlose Kommunikation durch. Daher weist die Kommunikationsvorrichtung 25 die Antenne 25A für die drahtlose Kommunikation auf. Das mobile Endgerät 64 wird zum Beispiel von einem Administrator gehalten, der die Arbeit des Baggers 1 verwaltet, aber das mobile Endgerät 64 ist nicht darauf beschränkt. Die Kommunikationsvorrichtung 25 kann mit mindestens einer von der Verwaltungsvorrichtung 61 in der Verwaltungseinrichtung 60, dem anderen Bagger lot und dem mobilen Endgerät 64 über drahtgebundene Kommunikation kommunizieren, um Informationen zu und voneinander zu senden und zu empfangen.
Das Arbeitsmaschinenverwaltungssystem 100 weist die Verwaltungsvorrichtung 61 in der Verwaltungseinrichtung 60 und den Bagger 1 auf, der das Steuersystem 50 aufweist. Im Folgenden wird das Arbeitsmaschinenverwaltungssystem 100 geeigneterweise als ein Verwaltungssystem 100 bezeichnet. Das Verwaltungssystem 100 kann ferner das mobile Endgerät 64 aufweisen. Das Verwaltungssystem 100 kann einen einzelnen oder eine Vielzahl der Bagger 1 aufweisen, die die Steuersysteme 50 aufweisen. Die Verwaltungseinrichtung 60 weist die Verwaltungsvorrichtung 61 und eine Kommunikationsvorrichtung 62 auf. Die Verwaltungsvorrichtung 61 kommuniziert mit zumindest dem Bagger 1 über die Kommunikationsvorrichtung 62 und die Kommunikationsleitung NTW. Die Verwaltungsvorrichtung 61 kann mit dem mobilen Endgerät 64 und dem anderen Bagger lot kommunizieren. Der Bagger 1 und mindestens einer von dem anderen Bagger lot und der Arbeitsmaschine können jeweils eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung aufweisen, um direkt drahtlos miteinander zu kommunizieren. Dann kann mindestens einer von dem Bagger 1, dem anderen Baggers lot und der Arbeitsmaschine eine Vorrichtung oder eine elektronische Vorrichtung aufweisen, um eine solche Verarbeitung durchzuführen, wie sie von der Verwaltungsvorrichtung 61 in der Verwaltungseinrichtung 60 oder dergleichen durchgeführt wird.
Die Verwaltungsvorrichtung 61 empfängt ein Bauergebnis oder Ist-Geländeinformationen von dem Bagger 1, um den Baufortschritt zu verwalten. Die Verwaltungsvorrichtung 61 kann Forminformationen verwenden, die von dem Bagger 1 empfangen werden, um Soll-Bauinformationen zu erzeugen, und kann die Soll-Bauinformationen an den Bagger 1 übertragen. Die Verwaltungsvorrichtung 61 kann die Soll-Bauinformationen auf der Grundlage von Entwurfsinformationen über das zu erbauende Objekt erzeugen, um die Soll-Bauinformationen an den Bagger 1 zu übertragen. Die Verwaltungsvorrichtung 61 kann ein von dem Bagger 1 empfangenes Bauergebnis in ein Bewegtbild einer auf der Anzeigevorrichtung anzuzeigenden Baufortschrittsinformation verarbeiten oder Informationen des Bewegtbildes an den Bagger 1 oder das mobile Endgerät 64 übertragen, um das bewegte Bild auf der Anzeigevorrichtung 58 des Baggers 1 oder auf einem Bildschirm des mobilen Endgeräts 64 anzuzeigen. Wie vorstehend beschrieben, kann die Erzeugung der Soll-Bauinformationen, die durch die Verwaltungsvorrichtung 61 durchgeführt wird, durch mindestens eines von dem Bagger 1, dem anderen Bagger lot und der anderen Arbeitsmaschine durchgeführt werden.
<Bauvorhaben des zu erbauenden Objekts>
In der ersten Ausführungsform bildet das Steuersystem 50 das zu erbauende Objekt durch mindestens zwei der Vielzahl von Bildgebungsvorrichtungen 30 ab, die in 2 dargestellt sind, um Forminformationen zu erhalten, die Informationen darstellen, welche die Form des zu erbauenden Objekts repräsentieren. Das Steuersystem 50 verwendet die erhaltenen Forminformationen zur Bestimmung der Soll-Bauinformationen. Wenn der Bagger 1 das zu erbauende Objekt erbaut, steuert das Steuersystem 50 die Arbeitseinheit 2 so, dass sie sich gemäß den bestimmten Soll-Bauinformationen bewegt.
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Baustelle zeigt, die durch den Bagger 1 nach der ersten Ausführungsform erbaut wurde. In der ersten Ausführungsform ist ein Objekt OBP, das in Bezug auf den Bagger 1 erbaut werden soll, der Boden. In der vorliegenden Ausführungsform ist das zu erbauende Objekt OBP ein Bereich, der zumindest ein Teil der Baustelle ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist, wie in 5 dargestellt, das Bauvorhaben, das durch den Bagger 1 an dem erbauenden Objekt OBP ausgeführt werden soll, Arbeit, um den Oberboden um eine vorbestimmte Tiefe ΔDP von einer Oberfläche OBS des zu erbauenden Objekts OBP abzuschaben. In dem zu erbauenden Objekt OBP ist ein Abschnitt, in dem das Bauvorhaben ausgeführt wurde, ein bauausgeführter Abschnitt OBF. Der bauausgeführte Abschnitt OBF kann sich abhängig von einem Bauplan auf einen Abschnitt beziehen, an dem das Bauvorhaben nicht notwendig ist. Der bauausgeführte Abschnitt OBF ist mindestens ein Abschnitt des zu erbauenden Objekts OBP. Als nächstes werden die Forminformationen, die durch das Steuersystem 50 erhalten werden, beschrieben.
<Bildgebung von Objekten und Erzeugung von Forminformationen>
6 ist ein Diagramm, das Forminformationen darstellt, die durch das Arbeitsmaschinensteuersystem nach der ersten Ausführungsform bestimmt werden. In diesem Fall ist das zu erbauende Objekt OBP, das ein Abschnitt ist, der durch den Bagger 1 erbaut werden soll, vor dem Bagger 1 positioniert. Die Forminformationen werden aus dem zu erbauenden Objekt OBP bestimmt. Wenn die Forminformationen des zu erbauenden Objekts OBP erzeugt werden, veranlasst das Steuersystem 50 mindestens ein Paar von Abbildungsvorrichtungen 30, das Objekt OBP abzubilden. Wenn in der vorliegenden Ausführungsform die Bedienungsperson des Baggers 1 den in 3 dargestellten Bildaufnahmeschalter 32 betätigt, um einen Abbildungsbefehl in die Detektionsvorrichtung 51 einzugeben, veranlasst die Detektionsvorrichtung 51 mindestens ein Paar von Abbildungsvorrichtungen 30, das zu erbauende Objekt OBP abzubilden.
Die Detektionsvorrichtung 51 des Steuersystems 50 führt eine stereoskopische Bildverarbeitung an Bildern des zu erbauenden Objekts OBP durch, die von mindestens einem Paar von Bildgebungsvorrichtungen 30 erfasst werden, um dreidimensionale Positionsinformationen des zu erbauenden Objekts OBP, in der vorliegenden Ausführungsform dreidimensionale Positionsinformationen, zu bestimmen. Die Positionsinformationen des zu erbauenden Objekts OBP, die durch die Detektionsvorrichtung 51 bestimmt werden, sind Informationen in den Koordinatensystemen der Bildgebungsvorrichtungen 30, so dass die Positionsinformationen des Objekts OBP in Positionsinformationen in dem globalen Koordinatensystem umgewandelt werden. Die Positionsinformationen des zu erbauenden Objekts in dem globalen Koordinatensystem sind die Forminformationen. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Forminformationen Informationen, die mindestens eine Position Pr (Xg, Yg, Zg) der Oberfläche OBS des Objekts OBP enthalten, das in dem globalen Koordinatensystem zu erbauen ist. Die Position Pr (Xg, Yg, Zg) repräsentiert Koordinaten im globalen Koordinatensystem.
7 ist ein Diagramm, das veranschaulicht, dass der Bagger 1 bezüglich einer Schwerkraftrichtung G geneigt ist. 8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Bildes darstellt, das durch Abbilden eines Objekts Oj unter Verwendung von mindestens einem Paar Abbildungsvorrichtungen 30 erhalten wird, während der Bagger 1 bezüglich Schwerkraftrichtung G geneigt ist. Wenn mindestens ein Paar von Abbildungsvorrichtungen 30 das Objekt Oj abbildet, während der Bagger 1 auf einer Neigung GD angeordnet ist, ist ein Bildaufnahmevorrichtung-Koordinatensystem (xs, ys, zs) bezüglich Schwerkraftrichtung G geneigt. In einem in einem solchen Zustand erhaltenen Bild ist das Objekt Oj, wie in 8 dargestellt, geneigt. Wenn eine stereoskopische Bildverarbeitung an diesem Bild durchgeführt wird, um die Forminformationen zu bestimmen, können die Forminformationen daher durch die Neigung beeinflusst werden. Das Steuersystem 50 detektiert die Lage des Baggers 1 unter Verwendung der IMU 24 und verwendet die erfassten Informationen über die Lage des Baggers 1, um die Forminformationen zu bestimmen.
9 ist ein Diagramm, das ein Vorgangsbeispiel zur Bestimmung von Forminformationen durch das Steuersystem 50 nach der ersten Ausführungsform veranschaulicht. 10 ist eine Tabelle, die ein Beispiel einer Datendatei der Forminformationen veranschaulicht, die durch das Steuersystem 50 nach der ersten Ausführungsform bestimmt wird. Eine Position Ps (xs, ys, zs) des zu erbauenden Objekts OBP, die aus Bildern erhalten wird, die von mindestens einem Paar von Bildgebungsvorrichtungen 30 erfasst werden, sind Koordinaten in dem Bildgebungsvorrichtung-Koordinatensystem (xs, ys, zs). Da die Forminformationen Koordinaten in dem globalen Koordinatensystem (Xg, Yg, Zg) sind, wandelt die Detektionsvorrichtung 51 die Position Ps (xs, ys, zs) in eine Position Pg (xs, ys, zs) in dem globalen Koordinatensystem (Xg, Yg, Zg) um. Die Position Pg (xs, ys, zs) repräsentiert die Position Pr (Xg, Yg, Zg) der Oberfläche OBS des zu erbauenden Objekts OBP, das heißt die Forminformationen.
Die Position Ps (xs, ys, zs) im Abbildungsgerät-Koordinatensystem (xs, ys, zs) wird in eine Position Pm (xm, ym, zm) im Fahrzeugkörper-Koordinatensystem (Xm, Ym, Zm) unter Verwendung von Formel 1 umgewandelt. Die Position Pm (xm, ym, zm) in dem Fahrzeugkörper-Koordinatensystem (Xm, Ym, Zm) wird in die Position Pg (xs, ys, zs) in dem globalen Koordinatensystem (Xg, Yg, Zg) unter Verwendung der Formel (2) umgewandelt. $Pm = R \cdot Ps + T$ $Pg = Rimu \cdot (Pm + Toff) + Tg$ $R = (\begin{matrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & cos α & - sin α \\ 0 & sin α & cos α \end{matrix}) (\begin{matrix} cos β & 0 & sin β \\ 0 & 1 & 0 \\ - sin β & 0 & cos β \end{matrix}) (\begin{matrix} cos γ & - sin γ & 0 \\ sin γ & cos γ & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{matrix})$ $T = (\begin{matrix} x_{0} \\ y_{0} \\ z_{0} \end{matrix})$ $R i m u = (\begin{matrix} cos θ y & - sin θ y & 0 \\ sin θ y & cos θ y & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{matrix}) (\begin{matrix} cos θ p & 0 & sin θ p \\ 0 & 1 & 0 \\ - sin θ p & 0 & cos θ p \end{matrix}) (\begin{matrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & cos θ r & - sin θ r \\ 0 & sin θ r & cos θ r \end{matrix})$ $T o f f = (\begin{matrix} x_{1} \\ y_{1} \\ z_{1} \end{matrix})$ $T g = (\begin{matrix} x_{2} \\ y_{2} \\ z_{2} \end{matrix})$
In Formel (1) ist R eine Rotationsmatrix, die durch Formel (3) ausgedrückt wird, und T ist ein Translationsvektor, der durch eine Matrix der Formel (4) ausgedrückt wird. In Formel (2) ist Rimu eine Rotationsmatrix, die durch Formel (5) dargestellt wird. Toff ist ein Translationsvektor, der durch eine Matrix der Formel (6) ausgedrückt wird. Toff ist ein Versatzwert einer Entfernung von dem Ursprung des Fahrzeugkörper-Koordinatensystems zu irgendeiner der Antennen 21 und 22. Tg ist ein Translationsvektor von irgendeiner der Antennen 21 und 22, ausgedrückt durch eine Matrix der Formel (7). Ein jeder von einem Winkel α, einem Winkel β und einem Winkel γ in der Rotationsmatrix R repräsentiert die Neigung des Bildgebungsvorrichtung-Koordinatensystems bezüglich des Fahrzeugkörper-Koordinatensystems. Der Winkel α, der Winkel β und der Winkel γ werden im Voraus erhalten, nachdem die mehreren Bildgebungsvorrichtungen 30 an dem Bagger 1 angebracht sind, und werden beispielsweise in der Speichereinheit der Detektionsvorrichtung 51 gespeichert. x₀, y₀ und z₀ der Matrix T repräsentieren den Abstand zwischen dem Ursprung des Bildgebungsvorrichtungskoordinatensystems und dem Ursprung des Fahrzeugkörper-Koordinatensystems. x_c, y_c und z_c werden beispielsweise gemessen, nachdem die mehreren Bildgebungsvorrichtungen 30 an dem Bagger 1 angebracht worden sind oder werden zuvor aus Entwurfsinformationen des Baggers 1 erhalten und werden in der Speichereinheit der Detektionsvorrichtung 51 gespeichert.
Ein Winkel θr, ein Winkel θp und ein Winkel θy in der Rotationsmatrix Rimu sind ein Rollwinkel, ein Nickwinkel bzw. ein Gierwinkel (oder ein Azimutwinkel) des Baggers 1. Der Winkel θr, der Winkel θp und der Winkel θy repräsentieren die Haltung des Baggers 1. Der Winkel θr und der Nickwinkel θp und der Winkel θy werden durch die IMU 24, die in 3 dargestellt ist, oder durch die Detektionsvorrichtung 51 auf der Grundlage des Detektionswerts von der IMU 24 erhalten. In der vorliegenden Erfindung wird der Azimutwinkel θd durch einen GPS-Kompass erhalten, der aus den Antennen 21 und 22 gebildet wird, und die Positionsdetektionsvorrichtung 23 kann statt des Gierwinkels θy verwendet werden.
Die Matrix Toff weist x₁, y₁ und z₁ auf, die eine Entfernung von dem Ursprung des Fahrzeugkörper-Koordinatensystems zu jeder der Positionen darstellen, wo die Antennen 21 und 22 angeordnet sind, wie in den 1 und 3 dargestellt ist. Zum Beispiel werden x₁, y₁ und z₁ gemessen, nachdem die Antennen 21 und 22 an dem Bagger 1 angebracht worden sind oder im Voraus auf der Grundlage der Entwurfsinformationen des Baggers 1 bestimmt wurden und x₁, y₁ und z₁ werden in der Speichereinheit der Detektionsvorrichtung 51 gespeichert.
Die Matrix Tg weist x₂, y₂ und z₂ auf, die jede der Positionen der Antennen 21 und 22 in dem globalen Koordinatensystem darstellen, die durch die Antennen 21 und 22 und die Positionsdetektionsvorrichtung 23, die in den 1 und 2 dargestellt sind, detektiert werden. In Übereinstimmung mit einer Positionsänderung des Baggers 1 insbesondere einer Änderung jeder Position der Antennen 21 und 22, werden x₁, y₁ und z₁ geändert.
Die Detektionsvorrichtung 51 verwendet die Formeln (1) bis (7), um die Position Ps (xs, ys, zs) des zu erbauenden Objekts OBP, die aus Bildern erhalten wird, die von mindestens einem Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 aufgenommen wurden, in eine Position Pg (xg, yg, zg) im globalen Koordinatensystem umzuwandeln. Zu dieser Zeit erfasst die Detektionsvorrichtung 51 den Winkel θr, den Winkel θp und den Winkel θy von der IMU 24 und die Positionen der Antennen 21 und 22 in dem globalen Koordinatensystem von der Positionserfassungsvorrichtung 23 und verwendet die erfassten Winkel und Positionen für die Umwandlung. Wie vorstehend beschrieben, kann die Detektionsvorrichtung 51 einen Azimutwinkel θd verwenden, der von der Positionserfassungsvorrichtung 23 berechnet wird, indem die relative Position der zwei Antennen 21 und 22 anstelle des Winkels θy verwendet wird. Die Detektionsvorrichtung 51 definiert die Position Pg (xg, yg, zg), die durch die Umwandlung erhalten wird, als die Position Pr (Xg, Yg, Zg) der Oberfläche OBS des Objekts OBP, das erbaut werden soll, das heißt als die Forminformationen. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Position Pr der Oberfläche OBS des zu erbauenden Objekts OBP als ein Beispiel der Forminformationen dargestellt, aber die Forminformationen sind nicht auf die Position Pr beschränkt. Zum Beispiel können die Forminformationen eine Position der Oberfläche des zu erbauenden Objekts OBP nach dem Bauvorhaben und eine Position der Oberfläche des zu erbauenden Objekts OBP während des Bauvorhabens sein.
Die Detektionsvorrichtung 51 bestimmt die Positionen Pr (Xg, Yg, Zg) der Oberfläche OBS des Objekts OBP, das über die gesamte Fläche des Objekts OBP erbaut werden soll, die durch mindestens ein Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 abgebildet wird. Wie in 10 dargestellt, erzeugt die Detektionsvorrichtung 51 in der vorliegenden Ausführungsform eine Datendatei EMD einer vorbestimmten Einheit von erhaltenen Positionen Pr (Xg, Yg, Zg). Die Datendatei EMD, die in 10 dargestellt ist, ist ein Satz von n Positionen (n ist eine ganze Zahl, größer als 1) Pr (Xg, Yg, Zg). Die Datendatei EMD entspricht auch den Forminformationen nach der vorliegenden Ausführungsform.
Die vorbestimmte Einheit umfasst beispielsweise einen Bereich des zu erbauenden Objekts OBP, das in einem einzelnen Bildgebungsereignis erhalten wird, und einen vorbestimmten Bereich des zu erbauenden Objekts OBP. Der vorbestimmte Bereich des zu erbauenden Objekts OBP kann Teil eines Bereichs sein, der in einem einzelnen Abbildungsereignis erhalten wird, oder kann ein Bereich über dem Bereich sein, der in einem einzelnen Abbildungsereignis erhalten wird. Der Bereich über den Bereich, der in einem einzelnen Bildgebungsereignis erhalten wird, ist ein Bereich, der während einer Vielzahl von Bildgebungsereignissen erhalten wird.
Wenn in der vorliegenden Ausführungsform eine Datendatei EMD erzeugt wird, veranlasst die Detektionsvorrichtung 51 die Speichereinheit der Detektionsvorrichtung 51, die erzeugte Datendatei EMD zu speichern. Dann verwendet die Detektionsvorrichtung 51 eine Position Pr in der Datendatei EMD, Soll-Bauinformationen zu erzeugen. Zusätzlich kann die Bauverwaltungsvorrichtung 57 eine Datendatei EMD, die von der Detektionsvorrichtung 51 erzeugt wird, von der Kommunikationsvorrichtung 25 mindestens an eine von der Verwaltungsvorrichtung 61, dem mobilen Endgerät 64 und dem anderen Bagger 1ot, die in 3 dargestellt sind, zu übertragen. Als nächstes werden die Soll-Bauinformationen beschrieben.
<Soll-Bauinformationen>
11, 12 und 13 sind Diagramme, die die Soll-Bauinformationen zeigen, die von dem Arbeitsmaschinensteuersystem 50 nach der ersten Ausführungsform erzeugt werden. In der vorliegenden Ausführungsform verwendet die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52, die in 3 dargestellt ist, Forminformationen, die von der Detektionsvorrichtung 51 erzeugt werden, um Soll-Bauinformationen zu bestimmen, d.h. Positionsinformationen der Soll-Form für das Bauvorhaben des zu erbauenden Objekts OBP. In der vorliegenden Ausführungsform verarbeitet die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52, wie in den 11 und 12 dargestellt, Informationen, die die Position der Oberfläche OBS des zu erbauenden Objekts OBP repräsentieren, die in den Forminformationen enthalten sind, ändert die Position der Oberfläche OBS und erhält die Soll-Bauinformationen.
11 veranschaulicht ein Baubeispiel zum Entfernen eines Entfernungsbereichs ΔDPt von der Oberfläche OBS des zu erbauenden Objekts OBP. In diesem Fall erhält die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 eine Position Pta (Xta, Yta, Zta), die durch Absenken einer Position Pra (Xga, Yga, Zga) der Oberfläche OBS des zu erbauenden Objekts OBP um den Abstand ΔDPt erhalten wird. In der Ausführungsform bewegt die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 die Position Pra (Xga, Yga, Zga) durch Subtrahieren von ΔDPt von Zga der Position Pra (Xga, Yga, Zga) zu einer niedrigeren Position um den Abstand ΔDPt. Daher wird die Position Pta (Xta, Yta, Zta) eine Position Pta (Xga, Yga, Zga - ΔDPt). Die auf diese Weise erhaltene Position Pta (Xta, Yta, Zta) wird zur Soll-Bauinformation. Die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 erfasst die Forminformationen, in der Ausführungsform die Datendatei EMD, von der Detektionsvorrichtung 51, die in 3 dargestellt ist, und erzeugt die Soll-Bauinformationen durch Subtrahieren von ΔDPt von Werten von Zg aller Positionen Pr (Xg, Yg, Zg), die in der Datendatei EMD enthalten sind.
12 stellt ein Baubeispiel zum Einbau eines Objekts, wie etwa Erde, Sand oder Gestein, in einem Entfernungsbereich ΔADt von der Oberfläche OBS des zu erbauenden Objekts OBP. In diesem Fall erhält die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 eine Position Ptb (Xtb, Ytb, Ztb), die durch Anheben einer Position Prb (Xgb, Ygb, Zgb) der Oberfläche OBS des zu erbauenden Objekts OBP um die Entfernung ΔADt erhalten wird. In der Ausführungsform bewegt die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 die Position Prb (Xgb, Ygb, Zgb) um eine Distanz ΔADt zu einer höheren Position durch Addieren von ΔADt zu Zg der Position Prb (Xgb, Ygb, Zgb). Daher wird die Position Ptb (Xtb, Ytb, Ztb) eine Position Ptb (Xgb, Ygb, Zgb + ΔAdt). Die auf diese Weise erhaltene Position Ptb (Xtb, Ytb, Ztb) wird zur Soll-Bauinformation. Die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 erfasst die Forminformationen, in der Ausführungsform die Datendatei EMD, von der Detektionsvorrichtung 51, die in 3 dargestellt ist, und erzeugt die Soll-Bauinformationen durch Addieren von ΔADt zu den Werten von Zg aller Positionen Pr (Xg, Yg, Zg), die in der Datendatei EMD enthalten sind.
Wie vorstehend beschrieben, sind die in den 11 und 12 dargestellten Bauvorhaben, Bauvorhaben zum Ändern (Versetzen) der Oberfläche OBS des Objekts OBP auf die vorbestimmte Tiefe (ΔDpt) oder die vorbestimmte Höhe (ΔADt). Ferner kann das Steuersystem 50 beispielsweise angepasst werden, um ein Bauvorhaben zur Schaffung einer Böschung mit einem vorbestimmten Winkel zu der Oberfläche OBS des zu erbauenden Objekts OBP angewendet zu werden. Ein solches Bauvorhaben wird durchgeführt, um eine gut drainierte Geländeform zu errichten. Nachdem die Detektionsvorrichtung 51 die Forminformationen auf der Grundlage der Bilder erzeugt hat, die durch mindestens das Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 aufgenommen wurden, subtrahiert oder addiert die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 eine vorbestimmte Entfernung von oder zu der Zg-Koordinate der Position der Oberfläche OBS, die durch die Forminformationen angegeben wird, um die Soll-Bauinformationen zu erzeugen, die mit einer vorbestimmten Neigung in Bezug auf die Oberfläche OBS versehen sind. In diesem Fall ändert die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 die Position der Oberfläche OBS durch Verarbeiten der Informationen, die die Position der Oberfläche OBS des zu erbauenden Objekts OBP anzeigt, die in den Forminformationen enthalten ist, um dadurch die Soll-Bauinformation zu erhalten.
In einer breiten Baustelle, wie in 13 dargestellt, können zu erbauende Objekte OBPa und OBPb, die durch wenigstens ein Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 aufgenommen werden, Teil eines zu erbauenden Objekts OBPt der gesamten Baustelle sein. Die Bereiche OBPta und OBPtb mit den Positionen Pta und Ptb als Soll-Bauinformationen, die aus den Positionen Pra und Prb auf den Oberflächen der zu erbauenden Objekte OBPa und OBPb erhalten werden, sind ebenfalls Informationen, die Teil der gesamten Baustelle sind. Die Bauverwaltungsvorrichtung 57 kann eine Differenz zwischen Forminformationen und Soll-Bauinformationen, die aus den Forminformationen erhalten werden, verwenden, um die Menge des von dem zu erbauenden Objekt OBP zu entfernenden Bodens oder die zu dem zu erbauenden Objekt OBP hinzuzufügende Bodenmenge zu bestimmen.
Wenn die Bauverwaltungsvorrichtung 57 beispielsweise in der außerhalb des Baggers 1 vorgesehenen Verwaltungsvorrichtung 61 vorgesehen ist, erfasst die Bauverwaltungsvorrichtung 57 über die Kommunikationsvorrichtung 25 die Forminformationen von dem Bagger 1. Die Bauverwaltungsvorrichtung 57 verwendet eine Differenz zwischen den erfassten Forminformationen und den aus den Forminformationen erhaltenen Soll-Bauinformationen, um die aus dem zu erbauenden Objekt OBP zu entfernende Bodenmenge oder die dem zu erbauenden Objekt OBP hinzuzufügende Bodenmenge zu bestimmen. In dieser Konfiguration erfasst die Bauverwaltungsvorrichtung 57 die Forminformationen von dem Bagger 1, um die Soll-Bauinformationen zu erzeugen. Die Bauverwaltungsvorrichtung 57 kann die Forminformationen und die Soll-Bauinformationen von dem Bagger 1 erfassen, um die Menge an Boden zu bestimmen, die von dem zu erbauenden Objekt OBP zu entfernen ist, oder die Menge an Boden, die dem zu erbauenden Objekt OBP hinzuzufügen ist.
Die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 erzeugt Soll-Bauinformationen und veranlasst die Speichereinheit der Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52, die Soll-Bauinformationen zu speichern. Die Soll-Bauinformationen, die in der Speichereinheit der Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 gespeichert sind, werden als ein Soll-Wert zum Durchführen einer Arbeitseinheitssteuerung durch die Arbeitseinheitssteuervorrichtung 56 verwendet. In der vorliegenden Ausführungsform steuert die Arbeitseinheitssteuervorrichtung 56 die Arbeitseinheit 2 des Baggers 1, so dass sich die Arbeitseinheit 2, insbesondere eine Zahnspitze 8BT des Löffels 8, entsprechend den Soll-Bauinformationen bewegt. Das heißt, die Arbeitseinheitssteuervorrichtung 56 bewegt die Zahnspitze 8BT des Löffels 8 entlang einer Soll-Form, die durch die Soll-Bauinformationen repräsentiert wird und die für das Bauvorhaben des zu erbauenden Objekts verwendet wird. Die Bauverwaltungsvorrichtung 57 kann die von der Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 erzeugten Soll-Bauinformationen von der Kommunikationsvorrichtung 25 an mindestens eine von der Verwaltungsvorrichtung 61, dem mobilen Endgerät 64 und dem anderen Baggers lot übertragen, die in 3 veranschaulicht sind. Als nächstes wird ein Vorgangsbeispiel des Bauverfahrens nach der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
<Beispiel des Vorgangs des Bauverfahrens nach der ersten Ausführungsform>
14 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Vorgangsbeispiel eines Bauverfahrens nach der ersten Ausführungsform darstellt. Der Bagger 1, der das Steuersystem 50 aufweist, führt das Bauverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform durch. Insbesondere bestimmt das Steuersystem 50 Objektforminformationen des zu erbauenden OBP, um Soll-Bauinformationen auf der Grundlage der erhaltenen Forminformationen zu erzeugen. Dann steuert das Steuersystem 50 die Arbeitseinheit 2 so, dass sie sich gemäß den Soll-Bauinformationen bewegt.
Wenn der Abbildungsschalter 32, der in 3 dargestellt ist, durch die Bedienungsperson betätigt wird, wird ein Bildgebungsbefehl zum Bewirken, dass die Abbildungsvorrichtung 30 das zu erbauende Objekt OBP abbildet, von dem Abbildungsschalter 32 zu dem Steuersystem 50 übertragen und in die Detektionsvorrichtung 51 eingegeben. Wenn im Schritt S101 der Bildgebungsbefehl eingegeben wird, bewirkt die Detektionsvorrichtung 51, dass mindestens ein Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 das zu erbauende Objekt OBP abbildet. Im Schritt S102 führt die Detektionsvorrichtung 51 eine stereoskopische Bildverarbeitung an Bildern durch, die von mindestens einem Paar von Bildgebungsvorrichtungen 30 erfasst werden, bestimmt die Position (dreidimensionale Position) des zu erbauenden Objekts OBP und verwendet die erhaltene Position des Objekts OBP zum Erzeugen von Forminformationen des Objekts OBP. Die Prozedur zum Erzeugen der Forminformationen ist wie vorstehend beschrieben.
Im Schritt S103 erfasst die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 die Forminformationen von der Detektionsvorrichtung 51, um Soll-Bauinformationen zu erzeugen. Im Schritt S104 veranlasst die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 die Speichereinheit der Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52, die erzeugten Soll-Bauinformationen zu speichern. Die Prozedur zum Erzeugen der Soll-Bauinformationen ist wie vorstehend beschrieben. Im Schritt S105 erbaut der Bagger 1 das zu erbauende Objekt OBP. Zu diesem Zeitpunkt führt die Arbeitseinheitssteuervorrichtung 56 eine Arbeitseinheitssteuerung durch. Das heißt, die Arbeitseinheitssteuervorrichtung 56 bewegt eine Zahnspitze 8BT des Löffels 8 entlang einer Soll-Form, die durch die Soll-Bauinformationen repräsentiert und die für das Bauvorhaben des zu erbauenden Objekts OBP verwendet wird.
In der vorliegenden Ausführungsform führt der Bagger 1 eine Arbeitseinheitssteuerung für das Bauvorhaben auf der Grundlage der Soll-Bauinformationen durch. Auf einer Baustelle kann der Arbeiter einen manuellen Aushub oder dergleichen unter Verwendung eines Arbeitswerkzeugs, wie etwa eines Löffels, durchführen. In einem solchen Fall kann der Arbeiter ein Bauvorhaben, wie etwa einen Aushub, durchführen, während er die Soll-Bauinformationen bestätigt, die von dem Bagger 1 übertragen und durch das mobile Endgerät 64 erfasst werden.
Im Schritt S106 veranlasst die Detektionsvorrichtung 51, dass mindestens ein Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 das zu erbauende Objekt OBP nach dem Bauvorhaben erfasst, um unter Verwendung der erhaltenen Bilder Forminformationen zu erzeugen. Als Nächstes überträgt die Bauverwaltungsvorrichtung 57 im Schritt S107 die Forminformationen nach dem Bauvorhaben, die von der Detektionsvorrichtung 51 erzeugt werden, an die Verwaltungsvorrichtung 61. Die Bauverwaltungsvorrichtung 57 kann die Forminformationen nach dem Bauvorhaben an das in 3 dargestellte mobile Endgerät 64 übertragen. Die Verwaltungsvorrichtung 61 kann nach dem Erfassen der Forminformationen nach dem Bauvorhaben die Forminformationen an das in 3 dargestellte mobile Endgerät 64 übertragen. In dem Ablaufdiagramm, das ein Vorgangsbeispiel des in 14 veranschaulichten Bauverfahrens darstellt, müssen Schritt S106 und Schritt S107 nicht durchgeführt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform werden zum Beispiel Zeit und Datum, wann die Forminformationen vor dem Bauvorhaben oder die Forminformationen nach dem Bauvorhaben durch wenigstens ein Paar von Bildgebungsvorrichtungen 30 erhalten werden, von einem nicht dargestellten Zeitgeber erfasst. Informationen, die die erfasste Zeit und das Datum darstellen, werden nach dem Bauvorhaben zu den Forminformationen hinzugefügt. Ferner werden Positionsinformationen, die einen Ort darstellen, an dem die Forminformationen vor dem Bauvorhaben oder die Forminformationen nach dem Bauvorhaben von wenigstens einem Paar von Abbildungsvorrichtungen 30 erhalten werden, von der Positionserfassungsvorrichtung 23 erhalten, und die erfassten Positionsinformationen werden zu den Forminformationen nach dem Bauvorhaben hinzugefügt.
Somit kann mindestens eines von der Verwaltungsvorrichtung 61 oder dem mobilen Endgerät 64 bewirken, dass die Forminformationen vor/nach dem Bauvorhaben auf einer vorbestimmten Baustelle, die von dem Steuersystem 50 übertragen wird, auf dem Bildschirm der Anzeigevorrichtung angezeigt werden, wodurch veranlasst wird, dass der Fortschritt des Bauvorhabens angezeigt wird. Des Weiteren veranlasst mindestens eines von der Verwaltungsvorrichtung 61 und dem mobilen Endgerät 64, dass Forminformationen der vorbestimmten Baustelle, die in Zeitreihen angeordnet sind, auf dem Bildschirm der Anzeigevorrichtung angezeigt oder sequentiell in Rahmen angezeigt werden, wodurch veranlasst wird, dass der Fortschritt des Bauvorhabens auf einer täglichen Basis deutlich angezeigt wird.
In der vorliegenden Ausführungsform kann die Bauverwaltungsvorrichtung 57 zusätzlich zu den Forminformationen nach dem Bauvorhaben die Soll-Bauinformationen zu mindestens einem von der Verwaltungsvorrichtung 61 und dem mobilen Endgerät 64 übertragen. Wenn die Forminformationen nach dem Bauvorhaben und die Soll-Bauinformationen nur von dem Bagger 1 an die Verwaltungsvorrichtung 61 übertragen werden, kann die Verwaltungsvorrichtung 61 die Forminformationen nach dem Bauvorhaben und die Soll-Bauinformationen an das mobile Endgerät 64 übertragen. Somit kann mindestens eines aus der Verwaltungsvorrichtungen 61 und dem mobilen Endgerät 64 die Forminformationen nach dem Bauvorhaben und die Soll-Bauinformationen auf dem Bildschirm der Anzeigevorrichtung in einer ausgerichteten Weise oder in einer überlagerten Weise anzeigen, wodurch es dem Administrator oder dergleichen ermöglicht wird, den Fortschritt des Bauvorhabens leicht zu bestätigen.
Das Steuersystem 50 verwendet mindestens ein Paar von Bildgebungsvorrichtungen 30, die an dem Bagger 1 vorgesehen sind, um das zu erbauende Objekt zu erfassen, bestimmt die Forminformationen des zu erbauenden Objekts auf der Grundlage von mindestens einem Paar von Bildern als Folge der Detektion und bestimmt auf der Basis der erhaltenen Forminformationen die Forminformationen als die Soll-Forminformation nach dem Bauvorhaben des Objekts. Dementsprechend beseitigt das Steuersystem 50 die Notwendigkeit für die Arbeit zur Bestimmung der Form des Objekts gemäß der Messung des zu erbauenden Objekts, die von dem Arbeiter durchgeführt wird, indem eine Messvorrichtung oder dergleichen auf einer Baustelle verwendet wird, und für die Arbeit zum Erzeugen der Soll-Form auf der Basis des erhaltenen zu erbauenden Objekts, das heißt die Arbeit zum Entwerfen der Soll-Forminformation. Daher kann das Steuersystem 50 Zeit und Aufwand zum Messen des Ist-Geländes des zu erbauenden Objekts und Zeit und Aufwand zur Bestimmung der Soll-Form des zu erbauenden Objekts nach dem Bauvorhaben reduzieren. Das Steuersystem 50 kann auch die Soll-Bauinformationen eines Ortes erzeugen, an dem es für den Arbeiter schwierig ist, eine Messung unter Verwendung einer Messvorrichtung oder dergleichen durchzuführen, solange die Abbildungsvorrichtungen 30 den Ort abbilden können. Daher können ein Bauvorhaben durch die Arbeitsmaschine und ein manuelles Bauvorhaben, wie etwa ein manueller Aushub durch den Arbeiter, effizient erreicht werden. Da das Steuersystem 50 das zu erbauende Objekt messen kann, wird außerdem eine Belastung für den Arbeiter, der die Messung auf der Baustelle durchführt, reduziert.
Wenn beispielsweise Soll-Bauinformationen über das zu erbauende Objekt vorhanden sind, die durch ein Entwurfswerkzeug, wie etwa ein computerunterstütztes Design (CAD), erzeugt werden, kann es beispielsweise möglich sein, dass eine Arbeitsmaschine zu einem Ort bewegt werden muss, der durch die Soll-Bauinformationen angezeigt wird, d.h. einem zu erbauenden Ort, um das Bauvorhaben durch die Arbeitsmaschine durchzuführen. Der Bagger 1 mit dem Steuersystem 50 weist mindestens das Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 auf und bildet das zu erbauende Objekt durch mindestens das Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 ab und erzeugt die Soll-Bauinformationen auf der Grundlage eines Bildgebungsergebnisses. Wie vorstehend beschriebene, fungiert der Bagger 1 als Vermessungsinstrument und auch als Entwurfswerkzeug. Da die Soll-Bauinformationen des zu erbauenden Objekts am Ort des Bauvorhabens erzeugt werden können, heißt das, dass der Bagger nicht zu dem zu erbauenden Ort bewegt werden muss. Somit können die Fahrzeit und eine Entwurfszeit verkürzt werden, wodurch die Arbeitseffizienz verbessert wird.
Beim Bauvorhaben kann die Form eines zu erbauenden Objekts verglichen mit Soll-Bauinformationen, die nach der Erstellung eines Bauplans erzeugt werden, anders sein. Wenn zum Beispiel ein zu erbauendes Objekt, dem Erde hinzugefügt werden soll, mit Erde bedeckt ist, wird keine Erde hinzugefügt, sondern es wird ein Entfernen des Bodens erforderlich. Wenn der Boden eines zu erbauenden Objekts, das ausgehoben werden soll, aufgrund von Regen oder dergleichen weggewaschen wird, ist des Weiteren die Zugabe von Erde erforderlich. In diesem Fall können die Soll-Bauinformationen, die beim Erstellen eines Bauplans erzeugt werden, ungeeignet sein. Vor dem Bauvorhaben des durch den Bagger 1 zu erbauenden Objekts bildet das Steuerungssystem 50 das zu erbauende Objekt unter Verwendung von mindestens einem Paar von Bildgebungsvorrichtungen 30 ab und erzeugt auf der Grundlage eines Ergebnisses der Bildgebung Soll-Bauinformationen. Das heißt, das Steuersystem 50 kann unmittelbar vor dem Bauvorhaben geeignete Soll-Bauinformationen auf der Grundlage der Form des zu erbauenden Objekts erzeugen.
Die vorstehend beschriebene Arbeitseinheitssteuerung kann selbst von einem ungeübten Bediener des Baggers 1 eine ausgefeilte Arbeit leisten, jedoch kann eine Arbeitseinheitssteuerung, die durch das Steuersystem 50 durchgeführt wird, nicht ohne die Soll-Bauinformationen erreicht werden. Da selbst dann, wenn keine Soll-Bauinformationen vorhanden sind, das Steuersystem 50 das zu erbauende Objekt, das zum Erbauen beabsichtigt wird, abbildet, um die Soll-Bauinformationen auf der Grundlage eines Ergebnisses der Abbildung zu erzeugen, kann ein Bauvorhaben durch Arbeitseinheitssteuerung erzielt werden, ohne die Soll-Bauinformationen im Voraus vorzubereiten.
In der vorliegenden Ausführungsform verwendet das Steuersystem 50 mindestens ein Paar Abbildungsvorrichtungen 30, um die Forminformationen des zu erbauenden Objekts OBP zu erhalten, aber die Forminformationen können nach einem anderen Verfahren erhalten werden. Zum Beispiel kann das Steuersystem 50 die Forminformationen erhalten, indem ein Teil (Zahnspitze 8BT) des Löffels 8 der Arbeitseinheit 2 des Baggers 1 mit dem zu erbauenden Objekt OBP in Kontakt gebracht wird, um auf der Grundlage der Lage und der Abmessungen der Arbeitseinheit 2 die Position des Teils des Löffels 8 zu bestimmen, der mit dem zu erbauenden Objekt OBP in Kontakt gebracht wird.
Die in der vorliegenden Ausführungsform offenbarte Konfiguration kann auch in den folgenden Ausführungsformen geeignet angepasst werden.
Zweite Ausführungsform
In einer zweiten Ausführungsform erfasst auf einer Baustelle, an der eine Vielzahl von Arbeitsmaschinen arbeitet, der Bagger 1, der das Steuersystem 50 aufweist, Informationen über das zu erbauende Objekt OBP, um Forminformationen und Soll-Bauinformationen zu erzeugen. Dann überträgt der Bagger 1 die erzeugten Soll-Bauinformationen an eine andere Arbeitsmaschine. Der Bagger 1 und die andere Arbeitsmaschine verwenden die Soll-Bauinformationen, die von dem Bagger 1 erzeugt werden, um das zu erbauende Objekt OBP zu erbauen. Die andere Arbeitsmaschine kann zum Beispiel ein Bulldozer, ein Radlader und ein Grader sein, zusätzlich zu dem anderen Bagger 1ot, der in 3 dargestellt ist. Die andere Arbeitsmaschine kann das Steuersystem 50 aufweisen oder nicht, weist jedoch mindestens eine Kommunikationsvorrichtung auf.
15 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Vorgangsbeispiel eines Bauverfahrens nach einer zweiten Ausführungsform darstellt. Wenn der Abbildungsschalter 32, der in 3 dargestellt ist, durch die Bedienungsperson betätigt wird, um den Abbildungsbefehl in die Detektionsvorrichtung 51 einzugeben, veranlasst die Detektionsvorrichtung 51 im Schritt S201, dass mindestens ein Paar Abbildungseinrichtungen 30 das zu erbauende Objekt OBP abbildet. Wenigstens ein Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 bildet nicht nur einen Bereich ab, in dem der Bagger 1 ein Bauvorhaben ausführt, sondern auch einen Bereich, in dem die andere auf der Baustelle arbeitende Arbeitsmaschine, beispielsweise der andere in 3 dargestellte Bagger 1ot, arbeitet. Der Bagger 1 kann sich auf der Baustelle bewegen, um den von der anderen Arbeitsmaschine zu erbauenden Bereich abzubilden.
Im Schritt S202 führt die Detektionsvorrichtung 51 eine stereoskopische Bildverarbeitung an Bildern durch, die durch mindestens ein Paar von Bildgebungsvorrichtungen 30 aufgenommen werden, bestimmt die Position (dreidimensionale Position) des zu erbauenden Objekts OBP und verwendet die erhaltene Position des Objekts OBP zum Erzeugen von Forminformationen des Objekts OBP. Die Prozedur zum Erzeugen der Forminformationen ist wie in der ersten Ausführungsform beschrieben.
Im Schritt S203 erfasst die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 die Forminformationen von der Detektionsvorrichtung 51, um Soll-Bauinformationen zu erzeugen. Die Prozedur zum Erzeugen der Soll-Bauinformationen ist wie in der ersten Ausführungsform beschrieben. Die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 veranlasst die Speichereinheit der Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52, die erzeugten Soll-Bauinformationen zu speichern. In diesem Fall werden alle erzeugten Soll-Bauinformationen, d.h. die Soll-Bauinformationen über das zu erbauende Objekt OBP für den Bagger 1 und die Soll-Bauinformationen über das zu erbauende Objekt OBP für die andere Arbeitsmaschine in der Speichereinheit der Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 gespeichert. Um den nächsten Schritt S204 durchzuführen, kann das Steuerungssystem 50 im Schritt S203 die Soll-Bauinformationen zu der anderen Arbeitsmaschine, unmittelbar nachdem die Soll-Bauinformationen erzeugt wurden, übertragen, ohne die erzeugten Soll-Bauinformationen in der Speichereinheit zu speichern.
Im Schritt S204 überträgt die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 oder die Bauverwaltungsvorrichtung 57 die Soll-Bauinformationen über die Kommunikationsvorrichtung 25, die in 3 dargestellt ist, zu der anderen Arbeitsmaschine. Im Schritt S205A verwendet der Bagger 1 die erzeugten Soll-Bauinformationen, um das zu erbauende Objekt OBP zu erbauen. Im Schritt S205B verwendet die andere Arbeitsmaschine die von dem Bagger 1 erfassten Soll-Bauinformationen, um das zu erbauende Objekt OBP zu erbauen. Der Bagger 1 und die andere Arbeitsmaschine weisen jeweils die Arbeitseinheitssteuervorrichtung 56 auf, die eine Arbeitseinheitssteuerung gemäß der Soll-Bauinformationen ermöglicht. Im Schritt S205A und Schritt S205B bewegen der Bagger 1 und die andere Arbeitsmaschine jeweils eine Zahnspitze 8BT des Löffels 8 und die Arbeitseinheit 2 entlang einer Soll-Form, die durch die Soll-Bauinformationen dargestellt und für das Bauvorhaben des Objekts OBP verwendet wird.
Die andere Arbeitsmaschine weist möglicherweise nicht die Arbeitseinheitssteuervorrichtung 56 auf, um das Bauleitbild, eine Positionsbeziehung zwischen der Soll-Bauinformationen und der Arbeitseinheit 2 der anderen Arbeitsmaschine auf dem Bildschirm 58D der Anzeigevorrichtung 58 anzuzeigen. In diesem Fall betreibt eine Bedienungsperson der anderen Arbeitsmaschine die Arbeitseinheit 2 entlang der durch die Soll-Bauinformationen dargestellten Form, während sie den Bildschirm 58D beobachtet.
Im Schritt S206 veranlasst die Detektionsvorrichtung 51 nach dem Bauvorhaben, das mindestens eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 Bilder des zu erbauenden Objekts OBP aufzunehmen, um unter Verwendung der erhaltenen Bilder Forminformationen zu erzeugen. Zu diesem Zeitpunkt bildet die Detektionsvorrichtung 51 zum Erzeugen von Forminformationen auch das zu erbauende Objekt OBP ab, das von der anderen Arbeitsmaschine erbaut wird. Der Bagger 1 bewegt sich auf der Baustelle oder dreht den Schwenkkörper 3, um einen Bereich abzubilden, der von der anderen Arbeitsmaschine erbaut wird.
Als nächstes überträgt die Bauverwaltungsvorrichtung 57 im Schritt S207 Forminformationen nach dem Bauvorhaben, die von der Detektionsvorrichtung 51 erzeugt wurde, an die Verwaltungsvorrichtung 61. Wie in der ersten Ausführungsform kann die Bauverwaltungsvorrichtung 57 die Forminformationen nach dem Bauvorhaben an das in 3 dargestellte mobile Endgerät 64 übertragen, als auch die Soll-Bauinformationen zusätzlich zu den Forminformationen nach dem Bauvorhaben an mindestens eines von der Verwaltungsvorrichtung 61 und dem mobilen Endgerät 64 und dergleichen übertragen. In der vorliegenden Ausführungsform können die Schritte S206 und S207 in dem Ablaufdiagramm, das ein Vorgangsbeispiel des in 15 dargestellten Bauverfahrens darstellt, möglicherweise nicht durchgeführt werden.
Die Arbeitsmaschine, die das Steuersystem 50 aufweist, in der vorliegenden Ausführungsform der Bagger 1, erzeugt Soll-Bauinformationen über ein zu erbauendes Objekt für eine andere Arbeitsmaschine auf einer Baustelle. Wenn daher mindestens eine Arbeitsmaschine, die das Steuersystem 50 aufweist, auf der Baustelle ist, erzeugt diese Arbeitsmaschine die Soll-Bauinformationen über die Baustelle, und die andere Arbeitsmaschine kann die erzeugten Soll-Bauinformationen verwenden, um das Bauvorhaben durchzuführen. Selbst wenn zum Beispiel eine Vielzahl von Arbeitsmaschinen ein Bauvorhaben auf einer Baustelle durchführt, für das es keine Soll-Bauinformationen gibt, wird die Effizienz verbessert.
Die in der vorliegenden Ausführungsform offenbarten Konfigurationen können auch in den folgenden Ausführungsformen geeignet angepasst werden.
Dritte Ausführungsform
In einer dritten Ausführungsform erfasst der Bagger 1, der das Steuersystem 50 aufweist, auf einer Baustelle, an der der Bagger 1 arbeitet, Informationen über das zu erbauende Objekt OBP, um Forminformationen zu erzeugen, und überträgt die erzeugten Forminformationen an die Verwaltungsvorrichtung 61 in der Verwaltungseinrichtung 60, die in 3 dargestellt ist. Die Verwaltungsvorrichtung 61 verwendet die vom Bagger 1 erfassten Forminformationen zum Erzeugen von Soll-Bauinformationen und überträgt die Soll-Bauinformationen an den Bagger 1. Der Bagger 1 verwendet die von der Verwaltungsvorrichtung 61 erzeugten Soll-Bauinformationen, um das zu erbauende Objekt OBP zu erbauen. In der vorliegenden Ausführungsform erzeugt die Verwaltungsvorrichtung 61 die Soll-Bauinformationen, um eine Belastung des Steuersystems 50 des Baggers 1, insbesondere der Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52, zu reduzieren.
16 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Vorgangsbeispiel eines Bauverfahrens nach der dritten Ausführungsform darstellt. Wenn der Abbildungsschalter 32, der in 3 dargestellt ist, durch eine Bedienungsperson betätigt wird, um den Abbildungsbefehl in die Detektionsvorrichtung 51 einzugeben, veranlasst die Detektionsvorrichtung 51 im Schritt S301, das mindestens eine Paar Abbildungseinrichtungen 30 das zu erbauende Objekt OBP abzubilden. Wenigstens ein Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 bildet nicht nur den Bereich ab, in dem der Bagger 1 das Bauvorhaben durchführt, sondern auch den Bereich, in dem eine andere auf der Baustelle arbeitende Arbeitsmaschine, z. B. der andere in der 3 dargestellte Bagger lot das Bauvorhaben durchführt. Der Bagger 1 kann sich auf der Baustelle bewegen, um den von der anderen Arbeitsmaschine zu erbauenden Bereich abzubilden.
Im Schritt S302 führt die Detektionsvorrichtung 51 eine stereoskopische Bildverarbeitung an Bildern durch, die von mindestens einem Paar von Bildgebungsvorrichtungen 30 erfasst werden, bestimmt die Position (dreidimensionale Position) des zu erbauenden Objekts OBP und verwendet die erhaltene Position des Objekts OBP, um Forminformationen des Objekts OBP zu erzeugen. Die Prozedur zum Erzeugen der Forminformationen ist wie in der ersten Ausführungsform beschrieben.
Im Schritt S303 überträgt die Detektionsvorrichtung 51 die Forminformationen an die Verwaltungsvorrichtung 61 in der Verwaltungseinrichtung 60 über die Kommunikationsvorrichtung 25, die in 3 veranschaulicht ist. Im Schritt S304 erzeugt die Verwaltungsvorrichtung 61 die Soll-Bauinformationen auf der Grundlage der von dem Bagger 1 erfassten Forminformationen. Die erzeugten Soll-Bauinformationen werden in der Speichereinheit der Verwaltungsvorrichtung 61 gespeichert. Der Vorgang des Erzeugens der Soll-Bauinformationen ist wie in der ersten Ausführungsform beschrieben.
Im Schritt S305 überträgt die Verwaltungsvorrichtung 61 die erzeugten Soll-Bauinformationen über die Kommunikationsvorrichtung 62 in der Verwaltungseinrichtung 60 an den Bagger 1 und die andere Arbeitsmaschine. Im Schritt S306A verwendet der Bagger 1 die von der Verwaltung erfassten Soll-Bauinformationen, die von der Verwaltungsvorrichtung 61 erfasst wurden, wobei er das zu erbauende Objekt OBP erbaut. Im Schritt S306B verwendet die andere Arbeitsmaschine die Soll-Bauinformationen, die von der Verwaltungsvorrichtung 61 erfasst wurden, um das zu erbauende Objekt OBP zu erbauen. Im Schritt S306A und Schritt S306B bewegen der Bagger 1 und die andere Arbeitsmaschine eine Zahnspitze 8BT des Löffels 8 und die Arbeitseinheit 2 entlang einer Soll-Form, die durch die Soll-Bauinformationen dargestellt und für das Bauvorhaben des zu erbauenden Objekts OBP verwendet wird.
Zumindest eines von dem Bagger 1 und der anderen Arbeitsmaschine kann die Arbeitseinheitssteuervorrichtung 56 möglicherweise nicht aufweisen und kann in der Lage sein, als das Bauleitbild eine Positionsbeziehung zwischen den Soll-Bauinformationen und der Arbeitseinheit 2 der anderen Arbeitsmaschine auf dem Bildschirm 58D der Anzeigevorrichtung 58 anzuzeigen. Wie in der zweiten Ausführungsform beschrieben, bedient die Bedienungsperson die Arbeitseinheit 2 entlang der durch die Soll-Bauinformationen dargestellten Form, während sie den Bildschirm 58D beobachtet.
Im Schritt S307 veranlasst die Detektionsvorrichtung 51 des Baggers 1 nach dem Bauvorhaben, das mindestens eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 Bilder des zu erbauenden Objekts OBP, aufzunehmen, um unter Verwendung der erhaltenen Bilder Forminformationen zu erzeugen. Zu diesem Zeitpunkt bildet die Detektionsvorrichtung 51 zum Erzeugen von Forminformationen auch das zu erbauende Objekt OBP ab, das von der anderen Arbeitsmaschine erbaut wird. Als Nächstes überträgt die Bauverwaltungsvorrichtung 57 im Schritt S308 die Forminformationen nach dem Bauvorhaben, die von der Detektionsvorrichtung 51 erzeugt wurden, an die Verwaltungsvorrichtung 61. Im Schritt S309 veranlasst die Verwaltungsvorrichtung 61 nach dem Erfassen der Forminformationen nach dem Bauvorhaben, dass die Speichereinheit die Forminformationen speichert. Die Verwaltungsvorrichtung 61 kann die Forminformationen nach dem Bauvorhaben zu dem in 3 dargestellten mobilen Endgerät 64 übertragen.
Erste Modifikation
17 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Vorgangsbeispiel eines Bauverfahrens nach einer ersten Modifikation der dritten Ausführungsform darstellt. In der ersten Modifikation unterscheiden sich die von der Verwaltungsvorrichtung 61 erzeugten Soll-Bauinformationen von jenen der vorstehend beschriebenen dritten Ausführungsform, da sie über den Bagger 1, der das Steuersystem 50 aufweist, an die andere Arbeitsmaschine übertragen werden. Schritt S401 bis Schritt S405 sind ähnlich zum Schritt S301 bis Schritt S305 der dritten Ausführungsform, und deren Beschreibung wird nicht wiederholt. Im Schritt S406 bewirkt die Bauverwaltungsvorrichtung 57 des Steuersystems 50 des Baggers 1 nach dem Erfassen der Soll-Bauinformationen von der Verwaltungsvorrichtung 61, dass die Speichereinheit der Bauverwaltungsvorrichtung 57 die Soll-Bauinformationen speichert und die Soll-Bauinformationen über die Kommunikationseinrichtung 25 zu der anderen Arbeitsmaschine überträgt.
Im Schritt S407 verwendet der Bagger 1 die von der Verwaltungsvorrichtung 61 erfassten Soll-Bauinformationen, wobei er das zu erbauende Objekt OBP erbaut. Im Schritt S408 verwendet die andere Arbeitsmaschine die von der Verwaltungsvorrichtung 61 über den Bagger 1 erfassten Soll-Bauinformationen, wobei sie das zu erbauende Objekt OBP erbaut. Das Bauvorhaben im Schritt S407 und Schritt S408 ist ähnlich zu dem Bauvorhaben im Schritt S306A und Schritt S306B in der dritten Ausführungsform.
Im Schritt S409 veranlasst die Detektionsvorrichtung 51 des Baggers 1 nach dem Bauvorhaben, das mindestens eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 Bilder des zu erbauenden Objekts OBP aufzunehmen, um Forminformationen unter Verwendung der erhaltenen Bilder zu erzeugen. Zu diesem Zeitpunkt bildet die Detektionsvorrichtung 51 zum Erzeugen von Forminformationen auch das zu erbauende Objekt OBP ab, das von der anderen Arbeitsmaschine erbaut wird. Als Nächstes überträgt die Bauverwaltungsvorrichtung 57 im Schritt S410 die Forminformationen nach dem Bauvorhaben, die von der Detektionsvorrichtung 51 erzeugt wurden, an die Verwaltungsvorrichtung 61. Im Schritt S411 veranlasst die Verwaltungsvorrichtung 61 nach dem Erfassen der Forminformationen nach dem Bauvorhaben, die Speichereinheit, die Forminformationen zu speichern. Die Verwaltungsvorrichtung 61 kann die Forminformationen nach dem Bauvorhaben zu dem in 3 dargestellten mobilen Endgerät 64 übertragen.
Zweite Modifikation
In einer zweiten Modifikation wird ein Bauverfahren für ein Bauvorhaben bereitgestellt, das von mehreren Baggern 1, die die Steuersysteme 50 aufweisen, auf einer Baustelle durchgeführt wird. In der zweiten Modifikation werden Forminformationen, die von jedem der Bagger 1 erzeugt werden, zu der Verwaltungsvorrichtung 61 übertragen, die Verwaltungsvorrichtung 61 erzeugt von jedem Bagger 1 erfasste Soll-Bauinformationen und überträgt die Soll-Bauinformationen an jeden Bagger 1. Jeder der Bagger 1 führt das Bauvorhaben unter Verwendung der Soll-Bauinformationen durch, die von der Verwaltungsvorrichtung 61 erfasst werden.
18 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Vorgangsbeispiel des Bauverfahrens nach der zweiten Modifikation der dritten Ausführungsform darstellt. 19 und 20 sind Diagramme, die das Bauverfahren nach der zweiten Modifikation der dritten Ausführungsform veranschaulichen. In der folgenden Beschreibung wird angenommen, dass zwei Bagger 1 ein Bauvorhaben auf einer Baustelle durchführen. Ein Bagger 1 ist durch einen Bagger 1a dargestellt, und ein weiterer Bagger 1 ist zur Vereinfachung als Bagger 1b dargestellt. In der vorliegenden Modifikation ist die Anzahl von Baggern 1, die den Bau auf der Baustelle durchführen, nicht auf zwei beschränkt.
Schritt S501A bis Schritt S503A und Schritt S501B bis Schritt S503B sind ähnlich zu Schritt S301 bis Schritt S303 der dritten Ausführungsform und die Beschreibung davon wird nicht wiederholt. Im Schritt S504 erzeugt die Verwaltungsvorrichtung 61 die Soll-Bauinformationen auf der Grundlage der von dem Bagger 1 erfassten Forminformationen. Die erzeugten Soll-Bauinformationen werden in der Speichereinheit der Verwaltungsvorrichtung 61 gespeichert. Die Prozedur zum Erzeugen der Soll-Bauinformationen ist wie in der ersten Ausführungsform beschrieben. Wie in 19 dargestellt, sind Forminformationen SIa und SIb, die von den Baggern 1a und 1b erfasst werden, Teil des Objekts OBPt, das als die gesamte Baustelle erbaut werden soll. Die Verwaltungsvorrichtung 61 erzeugt Soll-Bauinformationen TIa und TIb, die den Forminformationen SIa und SIb entsprechen. Im Schritt S505 überträgt die Verwaltungsvorrichtung 61 die erzeugten Soll-Bauinformationen über die Kommunikationsvorrichtung 62 in der Verwaltungseinrichtung 60 an die Bagger 1a und 1b.
Die Bauverwaltungsvorrichtungen 57 der Steuersysteme 50 der Bagger 1a und 1b, die die Soll-Bauinformationen TIa und TIb von der Verwaltungsvorrichtung 61 erfasst haben, veranlassen die Speichereinheiten der Bauverwaltungsvorrichtungen 57 zum Speichern der jeweiligen Soll-Bauinformationen TIa und TIb. Im Schritt S506A und Schritt S506B verwenden die Bagger 1a und 1b die Soll-Bauinformationen TIa und TIb, die von der Verwaltungsvorrichtung 61 erfasst werden, um das zu erbauende Objekt OBP zu erbauen. Das Bauvorhaben im Schritt S506A und Schritt S506B ist ähnlich zu dem Bauvorhaben im Schritt S306A und Schritt S306B in der dritten Ausführungsform.
Im Schritt S507A und Schritt S507B veranlasst nach dem Bauvorhaben jede der Detektionsvorrichtungen 51 der Bagger 1a und 1b, das mindestens eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30, Bilder des zu erbauenden Objekts OBP zu erfassen, um Forminformationen unter Verwendung der erhaltenen Bilder zu erzeugen. Als Nächstes überträgt im Schritt S508A und Schritt S508B jede der Bauverwaltungsvorrichtungen 57 der Bagger 1a und 1b Forminformationen nach dem Bauvorhaben, die von der Detektionsvorrichtung 51 erzeugt werden, an die Verwaltungsvorrichtung 61. Im Schritt S509 veranlasst die Verwaltungsvorrichtung 61 nach dem Erfassen der Forminformationen nach dem Bauvorhaben, die Speichereinheit die Forminformationen zu speichern. Die Verwaltungsvorrichtung 61 kann die Forminformationen nach dem Bauvorhaben zu dem in 3 dargestellten mobilen Endgerät 64 übertragen.
20 stellt einen Zustand dar, in dem Forminformationen SIas und SIbs nach dem Bauvorhaben auf dem Objekt OBPt angezeigt werden, das als die gesamte Baustelle erbaut werden soll. Wie vorstehend beschrieben, werden die Forminformationen SIas und SIbs nach dem Bauvorhaben mit dem Objekt OBPt kombiniert, um als die gesamte Baustelle erbaut zu werden, was das Verständnis des Baufortschritts durch den Administrator erleichtert.
In der vorliegenden Ausführungsform und den Modifikationen davon verwendet die Verwaltungsvorrichtung 61 die Forminformationen, die von dem Bagger, der das Steuersystem 50 aufweist, übertragen wird, um die Soll-Bauinformationen zu erzeugen, die die Reduzierung einer Last an dem Steuersystem 50 ermöglicht. Die vorliegende Ausführungsform kann auch in den folgenden Ausführungsformen geeignet angepasst werden.
Vierte Ausführungsform
21 ist ein Diagramm, das ein Verwaltungssystem 100A nach einer vierten Ausführungsform darstellt. Das Verwaltungssystem 100A ist ein System, in dem ein Bagger 1A von einer Betriebsvorrichtung 66 einer Verwaltungseinrichtung 60A ferngesteuert wird. Der Bagger 1A ist eine Arbeitsmaschine, die eine Fernsteuervorrichtung 65 zusätzlich zu dem Steuersystem 50 des Baggers 1 nach der ersten bis dritten Ausführungsform aufweist. Die Verwaltungseinrichtung 60A weist eine Verwaltungsvorrichtung 61A auf, die Eingaben von der Betätigungsvorrichtung 66 zum Erzeugen eines Betriebsbefehls zum Steuern des Baggers 1A verwendet und den Betriebsbefehl über die Kommunikationsvorrichtung 62 und eine Antenne 63 sendet. Die Fernsteuervorrichtung 65 des Baggers 1A erfasst den Betriebsbefehl über die Kommunikationsleitung NTW und steuert den Bagger 1A über das Steuersystem 50.
Zumindest eine von Forminformationen und Soll-Bauinformationen, die von dem Steuersystem 50 des Baggers 1A erzeugt werden, wird durch die Verwaltungsvorrichtung 61A erfasst und wird zur Verwaltung des Bauvorhabens verwendet. In der Verwaltungseinrichtung 60A betätigt die Bedienungsperson während des Bauvorhabens durch den Bagger 1A die Betätigungsvorrichtung 66, während sie bewirkt, dass eine Anzeigevorrichtung 67 ein Bild des zu erbauenden Objekts OBP anzeigt. Während des Betriebs des Baggers 1A kann mindestens ein Paar Abbildungsvorrichtungen 30 des Baggers 1A das zu erbauende Objekt OBP abbilden, oder eine Abbildungsvorrichtung, die sich von der Abbildungsvorrichtung 30 unterscheidet, kann das zu erbauende Objekt OBP abbilden. Mindestens ein Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 ist vorzugsweise eingerichtet, um während des Betriebs des Baggers 1A das zu erbauende Objekt OBP abzubilden, um die Bereitstellung einer anderen Bildgebungsvorrichtung an dem Bagger 1A zu beseitigen.
Die Ausführungsformen wurden vorstehend beschrieben, aber die Ausführungsformen sind nicht auf die vorstehende Beschreibung beschränkt. Darüber hinaus umfassen die vorstehend erwähnten Komponenten von Fachleuten auf dem Gebiet konzipierte Komponenten und im Wesentlichen identische Komponenten, d.h. so genannte Äquivalente. Die vorstehend erwähnten Komponenten können in geeigneter Weise miteinander kombiniert werden. Mindestens eine von verschiedenen Auslassungen, Ersetzungen und Veränderungen der Komponenten kann vorgenommen werden, ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen. Solange die Arbeitsmaschine das Bauvorhaben des zu erbauenden Objekts durchführen kann, wie zum Beispiel Aushub oder Transport, ist die Arbeitsmaschine nicht auf den Bagger beschränkt und kann eine Arbeitsmaschine sein, wie ein Radlader und ein Bulldozer.
Bezugszeichenliste

1, 1A, 1a, 1b: BAGGER
2: ARBEITSEINHEIT
3: SCHWENKKÖRPER
4: KABINE
5: FAHRKÖRPER
8: LÖFFEL
8BT: ZAHNSPITZE
21, 22: ANTENNE
23: POSITIONSDETEKTIONSVORRICHTUNG
25: KOMMUNIKATIONSVORRICHTUNG
27: VERBRENNUNGSMOTOR
28: HYDRAULIKPUMPE
29: STEUERVENTIL
30a, 30b, 30c, 30d: BILDGEBUNGSVORRICHTUNG
50: ARBEITSMASCHINENSTEUERSYSTEM
51: ERKENNUNGSEINRICHTUNG
52: BAUINFORMATIONSERZEUGUNGSVORRICHTUNG
53: SENSORSTEUERVORRICHTUNG
54: MOTORSTEUERVORRICHTUNG
55: PUMPENSTEUERVORRICHTUNG
56: ARBEITSEINHEITSSTEUERVORRICHTUNG
57: BAUVERWALTUNGSVORRICHTUNG
58: ANZEIGEVORRICHTUNG
59: SIGNALLEITUNG
60,: 60A VERWALTUNGSEINRICHTUNG
61,: 61A VERWALTUNGSVORRICHTUNG
62: KOMMUNIKATIONSVORRICHTUNG
64: MOBILES ENDGERÄT
65: FERNSTEUERVORRICHTUNG
100, 100A: MASCHINENVERWALTUNGSSYSTEM
EMD: DATENDATEI
IO: EINGABE-AUSGABE-EINHEIT
MR: SPEICHEREINHEIT
NTW: KOMMUNIKATIONSLEITUNG
PR: PROZESSOREINHEIT

Claims

Bauverfahren, umfassend: Erfassen von Informationen über ein Objekt, das von einer Objektdetektionseinheit einer Arbeitsmaschine detektiert wird; Bestimmen von Forminformationen, die eine dreidimensionale Form des Objekts darstellen, auf Basis der erfassten Informationen über das Objekt; und Bestimmen von Soll-Bauinformationen als ein Ziel des Bauvorhabens des Objekts durch eine Arbeitsmaschine unter Verwendung der Forminformationen.
Bauverfahren nach Anspruch 1, bei dem die Arbeitsmaschine eine Arbeitseinheit aufweist und die Arbeitseinheit auf Basis der Soll-Bauinformationen gesteuert wird.
Bauverfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Soll-Bauinformationen durch Ändern einer Position einer Oberfläche des Objekts, die in den Forminformationen enthalten ist, erhalten werden.
Bauverfahren nach Anspruch 3, bei dem das Ändern der Position der Oberfläche des Objekts das Versetzen der Oberfläche des Objekts um eine vorbestimmte Tiefe oder eine vorbestimmte Höhe aufweist.
Bauverfahren nach Anspruch 3, bei dem das Ändern der Position der Oberfläche des Objekts das Bereitstellen einer Neigung mit einem vorbestimmten Neigungswinkel auf der Oberfläche des Objekts aufweist.
Arbeitsmaschinensteuersystem, umfassend: eine Objektdetektionseinheit, die eingerichtet ist, um ein Objekt zu detektieren und Informationen über das Objekt auszugeben; eine Formdetektionseinheit, die eingerichtet ist, um unter Verwendung von Informationen über das Objekt, die von der Objekterfassungseinheit erfasst werden, Forminformationen auszugeben, die eine dreidimensionale Form des Objekts darstellen; und eine Bauinformationserzeugungseinheit, die eingerichtet ist, um die Forminformationen von der Formdetektionseinheit zu erfassen und unter Verwendung der Forminformationen Soll-Bauinformationen als ein Ziel des Bauvorhabens des Objekts zu bestimmen.
Arbeitsmaschinensteuersystem nach Anspruch 6, ferner eine Arbeitseinheitssteuereinheit umfassend, die eingerichtet ist, um die Arbeitseinheit auf Basis der Soll-Bauinformationen zu steuern.
Arbeitsmaschinensteuersystem nach Anspruch 6 oder 7, ferner eine Anzeigevorrichtung umfassend, die eingerichtet ist, um eine Form des durch die Soll-Bauinformationen dargestellten Ziels anzuzeigen.
Arbeitsmaschinensteuersystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem die Bauinformationserzeugungseinheit eingerichtet ist, um eine Position einer Oberfläche des Objekts zu ändern, die in den Forminformationen enthalten ist, um die Soll-Bauinformationen zu bestimmen.
Arbeitsmaschinensteuersystem nach einem der Ansprüche 6 bis 9, bei dem die Formdetektionseinheit mindestens zwei Bildgebungsvorrichtungen aufweist.
Arbeitsmaschine, umfassend das Arbeitsmaschinensteuersystem nach einem der Ansprüche 6 bis 10.
Arbeitsmaschine, umfassend das Arbeitsmaschinensteuersystem nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei die Arbeitsmaschine von einer Fernsteuervorrichtung ferngesteuert wird.