DE112016003771T5

DE112016003771T5 - Bauverwaltungssystem, Bauverwaltungsverfahren und Verwaltungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112016003771T5
Application number: DE112016003771.6T
Authority: DE
Inventors: Chikashi Shike; Ichiro Nakano; Akinori Onodera; Hiroyoshi Yamaguchi; Taiki Sugawara
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: US10385543B2; US10385542B2; US20190003153A1; AU2018226452A1; JP2017071915A; WO2017061518A1; US20180245311A1; AU2016336321A1; JP6925775B2

Abstract

Ein Bauverwaltungssystem weist auf: eine Objektdetektionseinheit, die an einer Arbeitsmaschine angebracht und eingerichtet ist, um ein Objekt auf einer Baustelle zu detektieren und Informationen über das Objekt auszugeben; eine Formdetektionseinheit, die eingerichtet ist, um Forminformationen auszugeben, die eine dreidimensionale Form des Objekts angeben, indem die Informationen über das Objekt verwendet werden, das durch die Objektdetektionseinheit detektiert wird; eine Informationensanfügeeinheit, die eingerichtet ist, um an die Forminformationen Zeitinformationen anzufügen, die eine Zeit angeben, wann das Objekt detektiert wird; und eine Verwaltungsvorrichtung, die eingerichtet ist, um aktuelle Zustandsinformationen auf der Baustelle auf der Grundlage der Forminformationen zu erzeugen, an die die aktuellste Zeitinformation angefügt ist.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauverwaltungssystem, ein Bauverwaltungsverfahren und eine Verwaltungsvorrichtung.
Hintergrund
Es gibt eine Arbeitsmaschine mit einer Bildgebungsvorrichtung. Die Patentliteratur 1 offenbart eine Technologie, bei der Bilddaten eines Bauplans auf der Grundlage von in einer Speichereinheit gespeicherten Bauplandaten und Positionsinformationen über eine Stereokamera erzeugt werden, wobei die Bilddaten des Bauplans und aktuelle Bilddaten, die durch die Stereokamera abgebildet werden, überlagert werden, und ein überlagertes zusammengesetztes Bild dreidimensional auf einer dreidimensionalen Anzeigevorrichtung angezeigt wird.
Zitatenliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2013-036243 A
Zusammenfassung
Technisches Problem
Es ist vorzuziehen, dass jede Arbeitsmaschine, die auf einer Baustelle arbeitet, eine Detektionsvorrichtung aufweist, aber es kann schwierig sein, dass alle Arbeitsmaschinen aufgrund eines Zuordnungsproblems von Arbeitsfahrzeugen und dergleichen eine Detektionsvorrichtung aufweisen. Die Patentliteratur 1 beschreibt weder etwas noch schlägt sie über einen Fall etwas vor, in dem sowohl eine Arbeitsmaschine mit einer Detektionsvorrichtung als auch eine Arbeitsmaschine, die keine Detektionsvorrichtung aufweist, nebeneinander vorliegen, und an dieser Stelle gibt es Verbesserungspotential.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, Baubedingungen einer Baustelle zu verwalten, bei der eine Arbeitsmaschine mit einer Detektionsvorrichtung und eine Arbeitsmaschine, die keine Detektionsvorrichtung aufweist, nebeneinander vorhanden sind.
Lösung für das Problem
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Bauverwaltungssystem: eine Objektdetektionseinheit, die an einer Arbeitsmaschine angebracht und eingerichtet ist, um ein Objekt auf einer Baustelle zu detektieren und Informationen über das Objekt auszugeben; eine Formdetektionseinheit, die eingerichtet ist, um Forminformationen auszugeben, die eine dreidimensionale Form des Objekts angeben, indem die Informationen über das Objekt verwendet werden, das durch die Objektdetektionseinheit detektiert wird; eine Informationensanfügeeinheit, die eingerichtet ist, um an die Forminformationen Zeitinformationen anzufügen, die eine Zeit angeben, zu der das Objekt detektiert wird; und eine Verwaltungsvorrichtung, die eingerichtet ist, um aktuelle Zustandsinformationen auf der Baustelle auf der Grundlage der Forminformationen zu erzeugen, an die die aktuellste Zeitinformation angefügt ist.
Es ist vorzuziehen, dass das Bauverwaltungssystem ferner umfasst: eine Kommunikationseinheit, die eingerichtet ist, um Informationen über das Bauvorhaben zu übertragen, wobei die Informationen zumindest eines von den Forminformationen und den Informationen, die aus den Forminformationen erhaltenen werden, aufweisen, wobei die Kommunikationseinheit eingerichtet ist, um die Informationen über das Bauvorhaben an eine andere Arbeitsmaschine als die Arbeitsmaschine zu übertragen.
Es ist vorzuziehen, dass die Kommunikationseinheit eingerichtet ist, um die Informationen über das Bauvorhaben zu einer Verwaltungsvorrichtung zu übertragen, die eingerichtet ist, um mit der Arbeitsmaschine zu kommunizieren.
Es ist vorzuziehen, dass das Objekt zumindest einen geplanten Abschnitt des Bauvorhabens umfasst, der sich von einem geplanten Abschnitt des Bauvorhabens der Arbeitsmaschine unterscheidet, und einen erbauten Abschnitt, der sich von einem durch die Arbeitsmaschine erbauten Abschnitt unterscheidet.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Bauverwaltungssystem: eine Objektdetektionseinheit, die an einer Arbeitsmaschine angebracht und eingerichtet ist, um ein Objekt zu detektieren und Informationen über das Objekt auszugeben; und eine Formdetektionseinheit, die eingerichtet ist, um Forminformationen auszugeben, die eine dreidimensionale Form des Objekts angeben, unter Verwendung der Informationen über das Objekt, das durch die Objektdetektionseinheit detektiert wird, wobei das Objekt mindestens einen von einem geplanten Abschnitt des Bauvorhabens, der sich von einem geplanten Abschnitt des Bauvorhabens der Arbeitsmaschine unterscheidet, und einem erbauten Abschnitt, der sich von einem durch die Arbeitsmaschine erbauten Abschnitt unterscheidet, aufweist.
Es ist vorzuziehen, dass eine entfernte Bodenmenge oder eine aufgeschüttete Bodenmenge auf der Grundlage von Elementen der Forminformationen erhalten wird, die zu unterschiedlichen Zeiten erhalten werden.
Es ist vorzuziehen, dass die Formdetektionseinheit mindestens zwei Bildgebungsvorrichtungen umfasst.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Bauverwaltungssystem: eine Objektdetektionseinheit, die an einer Arbeitsmaschine angebracht und eingerichtet ist, um ein Objekt zu detektieren und Informationen über das Objekt auszugeben; und eine Formdetektionseinheit, die eingerichtet ist, um Forminformationen, die eine dreidimensionale Form des Objekts angeben, unter Verwendung der Informationen über das Objekt, das durch die Objektdetektionseinheit detektiert wird, auszugeben, wobei das Objekt mindestens einen von einem geplanten Abschnitt des Bauvorhabens und einem durch eine andere Einheit als die Arbeitsmaschine erbauten Teil umfasst.
Es ist vorzuziehen, dass eine entfernte Bodenmenge oder eine aufgeschüttete Bodenmenge durch eine andere Arbeitsmaschine auf der Grundlage von Elementen der Forminformationen erhalten wird, die zu unterschiedlichen Zeiten erhalten werden.
Es ist vorzuziehen, dass Forminformationen, die auf einer gesamten Baustelle erzeugt werden, indem wenigstens eines von einem Bauergebnis durch die Arbeitsmaschine, einem Bauergebnis durch eine andere Arbeitsmaschine und einem Bauergebnis weder durch die Arbeitsmaschine noch durch die andere Arbeitsmaschine verwendet wird.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Bauverwaltungsverfahren: Detektieren eines Objekts auf einer Baustelle von einer vorbestimmten Position einer Arbeitsmaschine aus; Ausgeben von Forminformationen, die eine dreidimensionale Form des detektierten Objekts angeben; Anfügen von Zeitinformationen, die eine Zeit angeben, zu der das Objekt detektiert wird, an die Forminformationen; und Erzeugen aktueller Zustandsinformationen auf einer Baustelle auf der Grundlage der Forminformationen, an die die aktuellste Zeitinformation angefügt wird.
Es ist vorzuziehen, dass das Bauverwaltungsverfahren umfasst: Detektieren des Objekts von einer vorbestimmten Position einer Arbeitsmaschine, wobei das Objekt mindestens einen von einem geplanten Abschnitt des Bauvorhabens, der sich von einem geplanten Abschnitt des Bauvorhabens der Arbeitsmaschine unterscheidet, und einen erbauten Abschnitt, der sich von einem durch die Arbeitsmaschine erbauten Abschnitt unterscheidet, aufweist.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Bauverwaltungsverfahren: Detektieren eines Objekts an einer Baustelle von einer vorbestimmten Position einer Arbeitsmaschine aus; und Ausgeben der detektierten Forminformationen, wobei das Objekt mindestens einen von einem geplanten Abschnitt des Bauvorhabens, der sich von einem geplanten Abschnitt des Bauvorhabens der Arbeitsmaschine unterscheidet, und einen erbauten Abschnitt, der sich von einem durch die Arbeitsmaschine erbauten Abschnitt unterscheidet, aufweist.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Verwaltungsvorrichtung eingerichtet zum: Erfassen von Forminformationen, die eine dreidimensionale Form eines Objekts angeben, das durch eine an einer Arbeitsmaschine angebrachte Objektdetektionseinheit detektiert wird, wobei das Objekt auf einer Baustelle angeordnet ist, und Zeitinformationen, die einen Zeitpunkt angeben, zu der das Objekt detektiert wird; und Erzeugen aktueller Zustandsinformationen über eine Baustelle auf der Grundlage der Forminformationen, an die die aktuellste Zeitinformation aus einzelnen Zeitinformationen, die Zeiten angeben, zu denen das Objekt detektiert wird, angefügt wird.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die vorliegende Erfindung kann die Baubedingungen einer Baustelle verwalten, wo eine Arbeitsmaschine mit einer Detektionsvorrichtung und eine Arbeitsmaschine, die keine Detektionsvorrichtung aufweist, nebeneinander vorhanden sind.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Bagger 1 mit einem Steuersystem einer Bildgebungsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform darstellt.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Umfangsbereich eines Fahrersitzes des Baggers nach der ersten Ausführungsform darstellt.
3 ist ein Diagramm, das ein Steuersystem einer Arbeitsmaschine und eine Bauverwaltungssystem nach einer Ausführungsform darstellt.
4 ist ein Diagramm, das einen beispielhaften Hardwareaufbau in jeder der verschiedenen Arten von Vorrichtungen zeigt, die in dem Bagger und einer Verwaltungsvorrichtung enthalten sind.
5 ist eine Ansicht, die eine beispielhafte Baustelle veranschaulicht, an der der Bagger nach der ersten Ausführungsform ein Bauvorhaben durchführt.
6 ist eine Ansicht zur Beschreibung von Forminformationen, die durch das Steuersystem der Arbeitsmaschine nach der ersten Ausführungsform erhalten werden.
7 ist eine Ansicht, die einen Zustand darstellt, in dem der Bagger in einer Wirkrichtung der Schwerkraft geneigt ist.
8 ist eine Ansicht, die ein beispielhaftes Bild darstellt, das in einem Zustand aufgenommen wird, in dem der Bagger in der Wirkrichtung der Schwerkraft geneigt ist.
9 ist ein Diagramm zur Beschreibung einer beispielhaften Verarbeitung für das Steuersystem nach der ersten Ausführungsform, um Forminformationen zu erhalten.
10 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Datendatei der Forminformationen darstellt, die durch das Steuersystem nach der ersten Ausführungsform erhalten werden.
11 ist ein Diagramm, das beispielhafte Informationen zeigt, die eine Datendatei enthalten, welche von einer Bauverwaltungsvorrichtung übertragen werden.
12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel darstellt, in dem eine Datendatei in einer Speichereinheit der Verwaltungsvorrichtung gespeichert ist.
13 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem Bauobjekt einer gesamten Baustelle und einem einer Datendatei EMD entsprechenden Bereich darstellt.
14 ist eine Ansicht, in der Änderungen des Bauobjekts der gesamten Baustelle in Zeitreihen angeordnet sind.
15 ist eine Ansicht, die ein Beispiel darstellt, in dem eine entfernte Bodenmenge oder eine aufgeschüttete Bodenmenge aus einer Differenz zwischen Elementen von Forminformationen erhalten wird, die zu unterschiedlichen Zeiten erhalten werden.
16 ist eine Ansicht, die ein Beispiel darstellt, in dem eine entfernte Bodenmenge oder eine aufgeschüttete Bodenmenge aus der Differenz zwischen Elementen von Forminformationen erhalten wird, die zu unterschiedlichen Zeiten erhalten werden.
17 ist eine Ansicht zur Beschreibung von Soll-Bauinformationen, die durch das Steuersystem der Arbeitsmaschine nach der ersten Ausführungsform erzeugt werden.
18 ist eine Ansicht, um Soll-Bauinformationen zu beschreiben, die durch das Steuersystem der Arbeitsmaschine nach der ersten Ausführungsform erzeugt werden.
19 ist eine Ansicht zur Beschreibung von Soll-Bauinformationen, die durch das Steuersystem der Arbeitsmaschine nach der ersten Ausführungsform erzeugt werden.
20 ist ein Ablaufdiagramm, das eine beispielhafte Verarbeitung eines Formmessverfahrens und ein Formmessverfahren und ein Bauverwaltungsverfahren nach der ersten Ausführungsform darstellt.
21 ist ein Ablaufdiagramm, das eine beispielhafte Verarbeitung eines Formmessverfahrens und eines Bauverwaltungsverfahrens nach einer zweiten Ausführungsform darstellt.
22 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen Forminformationen und Soll-Bauinformationen über ein Bauobjekt darstellt.
23 ist eine Ansicht, die Forminformationen nach dem Erbauen des Bauobjekts darstellt.
24 ist ein Ablaufdiagramm, das eine beispielhafte Verarbeitung eines Formmessverfahrens und eines Bauverwaltungsverfahrens nach einer dritten Ausführungsform darstellt.
25 ist ein Ablaufdiagramm, das eine beispielhafte Verarbeitung eines Formmessverfahrens und eines Bauverwaltungsverfahrens nach einem ersten modifizierten Beispiel der dritten Ausführungsform darstellt.
26 ist ein Ablaufdiagramm, das eine beispielhafte Verarbeitung eines Formmessverfahrens und eines Bauverwaltungsverfahrens nach einer vierten Ausführungsform zeigt.
27 ist ein Ablaufdiagramm, das eine beispielhafte Verarbeitung eines Formmessverfahrens und eines Bauverwaltungsverfahrens nach einem ersten modifizierten Beispiel der vierten Ausführungsform darstellt. Beschreibung von Ausführungsformen

Modi (Ausführungsformen) zum Implementieren der vorliegenden Erfindung werden im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
<Allgemeine Struktur des Baggers>
1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Bagger 1 mit einem Steuersystem einer Bildgebungsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform darstellt. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Umfangsbereich eines Fahrersitzes des Baggers 1 nach der ersten Ausführungsform darstellt. Der Bagger 1, der eine Arbeitsmaschine ist, weist einen Fahrzeugkörper 1B und eine Arbeitseinheit 2 auf. Der Fahrzeugkörper 1B weist einen Schwenkkörper 3, einen Fahrerraum 4 und einen Fahrkörper 5 auf. Der Schwenkkörper 3 ist an dem Fahrkörper 5 in einer schwenkbaren Weise angebracht, während eine Schwenkmittelachse Zr als eine Mitte eingestellt ist. Der Schwenkkörper 3 beherbergt Vorrichtungen, wie etwa eine Hydraulikpumpe und einen Motor.
Der Schwenkkörper 3 wird mit der daran angebrachten Arbeitseinheit 2 geschwenkt. Ein Handlauf 9 ist an einem oberen Abschnitt des Schwenkkörpers 3 angebracht. Antennen 21, 22 sind an dem Handlauf 9 angebracht. Die Antennen 21, 22 sind Antennen für Echtzeitkinematik-Global-Navigationssatellitensysteme (RTK-GNSS). Die Antennen 21, 22 sind in einem vorbestimmten Abstand in einer Ym-Achsenrichtung eines Fahrzeugkörperkoordinatensystems (Xm, Ym, Zm) voneinander beabstandet angeordnet. Die Antennen 21, 22 empfangen jeweils eine GNSS-Funkwelle und geben ein Signal entsprechend der GNSS-Funkwelle aus. Die Antennen 21, 22 können Antennen für ein globales Positionierungssystem (GPS) sein.
Der Fahrerraum 4 ist an einem vorderen Abschnitt des Schwenkkörpers 3 angeordnet. Eine Antenne 25A zur Kommunikation ist an einem Dach des Fahrerraums 4 angebracht. Der Fahrkörper 5 weist Raupenketten 5a, 5b auf. Der Bagger 1 fährt durch Drehung der Raupenketten 5a, 5b.
Die Arbeitseinheit 2 ist an einem vorderen Abschnitt des Fahrzeugkörpers 1B angebracht und weist einen Ausleger 6, einen Stiel 7, einen Löffel 8, der als ein Arbeitswerkzeug dient, einen Auslegerzylinder 10, einen Stielzylinder 11 und einen Löffelzylinder 12 auf. Nach einer Ausführungsform ist eine Vorderseite des Fahrzeugkörpers 1B eine Richtungsseite, die von einer Rückenlehne 4SS eines in 4 dargestellten Fahrersitzes 4S zu einer Betätigungsvorrichtung 35 gerichtet ist. Eine Rückseite des Fahrzeugkörpers 1B ist eine Richtungsseite, die von der Betätigungsvorrichtung 35 zur Rückenlehne 4SS des Fahrersitzes 4S gerichtet ist. Der vordere Abschnitt des Fahrzeugkörpers 1B ist ein Abschnitt an der Vorderseite des Fahrzeugkörpers 1B und ist ein Abschnitt auf einer gegenüberliegenden Seite eines Gegengewichts WT des Fahrzeugkörpers 1B. 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.
Ein proximaler Endabschnitt des Auslegers 6 ist drehbar an dem vorderen Abschnitt des Fahrzeugkörpers 1B über einen Auslegerstift 13 angebracht. Insbesondere entspricht der Auslegerstift 13 einem Drehmittelpunkt des Auslegers 6 in Bezug auf den Schwenkkörper 3. Der proximale Endabschnitt des Stiels 7 ist an einem distalen Endabschnitt des Auslegers 6 über einen Stielstift 14 drehbar angebracht. Insbesondere entspricht der Stielstift 14 einem Drehmittelpunkt des Stiels 7 in Bezug auf den Ausleger 6. Der Löffel 8 ist drehbar an einem distalen Endabschnitt des Stiels 7 über einen Löffelstift 15 angebracht. Insbesondere entspricht der Löffelstift 15 einem Drehmittelpunkt des Löffels 8 in Bezug auf den Stiel 7.
Der Auslegerzylinder 10, der Stielzylinder 11 und der Schaufelzylinder 12, die in 1 dargestellt sind, sind jeweils Hydraulikzylinder, die durch hydraulischen Druck angetrieben werden. Ein proximaler Endabschnitt des Auslegerzylinders 10 ist an dem Schwenkkörper 3 über einen Auslegerzylinderfußstift 10a drehbar angebracht. Ein distaler Endabschnitt des Auslegerzylinders 10 ist an dem Ausleger 6 über einen Auslegerzylinderoberstift 10b drehbar angebracht. Der Auslegerzylinder 10 wird durch hydraulischen Druck ausgefahren/zusammengezogen, wodurch der Ausleger 6 angetrieben wird.
Ein proximaler Endabschnitt des Stielzylinders 11 ist an dem Ausleger 6 über einen Stielzylinderfußstift 11a drehbar angebracht. Ein distaler Endabschnitt des Stielzylinders 11 ist an dem Stiel 7 über einen oberen Stielzylinderstift 11b drehbar angebracht. Der Stielzylinder 11 wird durch hydraulischen Druck ausgefahren/zusammengezogen, wodurch der Stiel 7 angetrieben wird.
Ein proximaler Endabschnitt des Löffelzylinders 12 ist an dem Stiel 7 über einen Löffelzylinderfußstift 12a drehbar angebracht. Ein distaler Endabschnitt des Löffelzylinders 12 ist drehbar an einem Ende eines ersten Verbindungselements 47 und an einem Ende eines zweiten Verbindungselements 48 über einen oberen Löffelzylinderstift 12b angebracht. Das andere Ende des ersten Verbindungselements 47 ist an dem distalen Endabschnitt des Stiels 7 über einen ersten Verbindungsstift 47a drehbar angebracht. Das andere Ende des zweiten Verbindungselements 48 ist an dem Löffel 8 über einen zweiten Verbindungsstift 48a drehbar angebracht. Der Löffelzylinder 12 wird durch hydraulischen Druck ausgefahren/zusammengezogen, wodurch der Löffel 8 angetrieben wird.
Der Löffel 8 weist mehrere Scharen 8B auf. Die mehreren Scharen 8B sind in einer Breitenrichtung des Löffels 8 ausgerichtet. Eine Kante der Schar 8B ist eine Schneidkante 8BT. Der Löffel 8 ist ein beispielhaftes Arbeitswerkzeug. Das Arbeitswerkzeug ist nicht auf den Löffel 8 beschränkt. Das Arbeitswerkzeug kann zum Beispiel ein Kipplöffel mit einer einzelnen Klinge, ein Böschungslöffel, eine Gesteinsbohreinrichtung einschließlich eines Gesteinsbohraufsatzes oder ein anderes Arbeitswerkzeug als diese sein.
Der Schwenkkörper 3 weist eine Positionsdetektionsvorrichtung 23 und eine Trägheitsmesseinheit (IMU) 24 auf, die eine beispielhafte Positionsdetektionsvorrichtung ist. Die Positionsdetektionsvorrichtung 23 empfängt Signale von den Antennen 21, 22. Unter Verwendung der von den Antennen 21 und 22 detektierten Signale detektiert die Positionsdetektionsvorrichtung 23 die aktuellen Positionen der Antennen 21, 22 in einem globalen Koordinatensystem (Xg, Yg, Zg) und eine Azimutrichtung des Schwenkkörpers und gibt diese aus. Die Azimutrichtung des Schwenkkörpers 3 gibt eine Ausrichtung des Schwenkkörpers 3 in dem globalen Koordinatensystem an. Die Ausrichtung des Schwenkkörpers 3 kann beispielsweise durch eine Orientierung in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Schwenkkörpers 3 um eine Zg-Achse herum in dem globalen Koordinatensystem dargestellt werden. Ein Azimutwinkel ist ein Drehwinkel einer Referenzachse in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Schwenkkörpers 3 um die Zg-Achse herum in dem globalen Koordinatensystem. Die Azimutrichtung des Schwenkkörpers 3 ist durch den Azimutwinkel dargestellt. In der vorliegenden Ausführungsform berechnet die Positionsdetektionsvorrichtung 23 den Azimutwinkel aus relativen Positionen der zwei Antennen 21, 22.
<Bildverarbeitungsvorrichtung>
Wie in 2 dargestellt, weist der Bagger 1 mehrere Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c, 30d innerhalb des Fahrerraums 4 auf. Die mehreren Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c, 30d sind beispielhafte Detektionsvorrichtungen zum Detektieren einer Form eines Objekts. Im Folgenden wird in einem Fall, in dem die mehreren Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c und 30d nicht voneinander unterschieden werden, jede Bildgebungsvorrichtung als Bildgebungsvorrichtung 30 bezeichnet. Die Bildgebungsvorrichtung 30a und die Bildgebungsvorrichtung 30c unter den mehreren Bildgebungsvorrichtungen 30 sind auf der Seite der Arbeitseinheit 2 angeordnet. Der Typ der Bildgebungsvorrichtung 30 ist nicht beschränkt, aber nach der Ausführungsform wird 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 innerhalb des Fahrerraums 4 voneinander beabstandet angeordnet und in derselben Richtung oder in unterschiedlichen Richtungen ausgerichtet. Die Bildgebungsvorrichtung 30c und die Bildgebungsvorrichtung 30d sind in einem vorbestimmten Abstand innerhalb des Fahrerraums 4 voneinander beabstandet angeordnet und in der gleichen Richtung oder in verschiedenen Richtungen ausgerichtet. Zwei der mehreren Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c, 30d werden kombiniert und bilden eine Stereokamera. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Stereokamera durch Kombination der Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b gebildet, und eine weitere Stereokamera wird durch Kombination der Bildgebungsvorrichtungen 30c, 30d gebildet. Nach 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 vorliegenden Ausführungsform der Vorderseite des Schwenkkörpers 3, zugewandt. Die Bildgebungsvorrichtung 30b und die Bildgebungsvorrichtung 30d können auch in einer Weise, die leicht zur Arbeitseinheit 2 gerichtet ist, insbesondere leicht zur Seite der Bildgebungsvorrichtung 30a und der Bildgebungsvorrichtung 30c hin ausgerichtet sein.
In der vorliegenden Ausführungsform weist der Bagger 1 die vier Bildgebungsvorrichtungen 30 auf, aber die Anzahl von Bildgebungsvorrichtungen 30, die in dem Bagger 1 enthalten sind, kann mindestens zwei betragen und nicht auf vier beschränkt sein. Dies liegt daran, dass der Bagger 1 Stereophotographie eines Objekts durchführt, indem die Stereokamera mit mindestens einem Paar der Bildgebungsvorrichtungen 30 ausgebildet wird.
Die mehreren Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c, 30d sind an der Vorder- und Oberseite innerhalb des Fahrerraums 4 angeordnet. Die Oberseite stellt eine Richtungsseite orthogonal zu einer Bodenkontaktfläche der Raupenketten 5a, 5b dar, die in dem Bagger 1 enthalten sind, und die auch weg von der Bodenkontaktfläche gerichtet sind. Die Bodenkontaktfläche der Raupenketten 5a, 5b ist eine flache Oberfläche in einem Abschnitt, der mit mindestens einer der Raupenketten 5a, 5b in Kontakt steht und durch mindestens drei Punkte definiert ist, die nicht auf derselben Linie angeordnet sind. Die Unterseite stellt eine der Oberseite gegenüberliegende Richtungsseite dar, genauer gesagt, die Richtungsseite orthogonal zu der Bodenkontaktfläche der Raupenketten 5a, 5b und die auch nahe der Bodenkontaktfläche gerichtet ist.
Die mehreren Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c, 30d führen eine Stereophotographie eines Objekts durch, das vor dem Fahrzeugkörper 1B des Baggers 1 vorhanden ist. Das Objekt ist beispielsweise ein Bauobjekt, das durch mindestens eines von dem Bagger 1, eine Arbeitsmaschine des Baggers 1 und einem Arbeiter, der auf einer Baustelle arbeitet, erbaut wird. Die mehreren Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c, 30d detektieren das Objekt von vorbestimmten Positionen des Baggers 1 aus, in der vorliegenden Ausführungsform von der Vorder- und Oberseite innerhalb des Fahrerraums 4. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Objekt dreidimensional unter Verwendung eines Ergebnisses eines Stereophotographierens, das durch mindestens ein Paar der Bildgebungsvorrichtungen 30 durchgeführt wird, gemessen. Die Einstellorte der mehreren Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c, 30d sind nicht auf die Vorder- und Oberseite innerhalb des Bedienerraums 4 beschränkt.
Unter den mehreren Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c, 30d ist beispielsweise die Bildgebungsvorrichtung 30c als eine Referenz für die Bildgebungsvorrichtungen festgelegt. Jede der vier Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c, 30d weist ein Koordinatensystem auf. Ein solches Koordinatensystem wird gegebenenfalls als Bildgebungsvorrichtungskoordinatensystem bezeichnet. In 2 ist lediglich das Koordinatensystem (xs, ys, zs) der Referenzbildgebungsvorrichtung 30c dargestellt. Ein Ursprung in jedem der Bildgebungsvorrichtungskoordinatensysteme ist ein Mittelpunkt in jeder der Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c, 30d.
In der vorliegenden Ausführungsform weist jede der Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c, 30d einen Abbildungsbereich auf, der größer als ein Bereich ist, der durch die Arbeitseinheit 2 des Baggers 1 erbaut werden kann. Bei einem solchen Bereich kann jede der Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c, 30d ein Stereophotographieren für ein Objekt in dem Bereich, der von der Arbeitseinheit 2 ausgehoben werden kann, sicher durchführen.
Das vorstehend beschriebene
Fahrzeugkörperkoordinatensystem (Xm, Ym, Zm) ist ein Koordinatensystem, in dem ein fester Ursprung in dem Fahrzeugkörper 1B, in der vorliegenden Ausführungsform in dem Schwenkkörper 3, als eine Referenz festgelegt ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Ursprung des Fahrzeugkörperkoordinatensystems (Xm, Ym, Zm) beispielsweise eine Mitte eines Schwenkkreises des Schwenkkörpers 3. Die Mitte des Schwenkkreises ist auf der Schwenkmittelachse Zr des Schwenkkörpers 3 angeordnet. Die Zm-Achse in dem Fahrzeugkörperkoordinatensystem (Xm, Ym, Zm) ist eine Achse, die die Schwenkmittelachse Zr des Schwenkkörpers 3 ist, und die Xm-Achse ist eine Achse, die sich in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Schwenkkörpers 3 und orthogonal zur Zm-Achse erstreckt. Die Xm-Achse ist eine Referenzachse in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung des Schwenkkörpers 3. Die Ym-Achse ist eine Achse orthogonal zu der Zm-Achse und der Xm-Achse und erstreckt sich in einer Breitenrichtung des Schwenkkörpers 3. Das vorstehend beschriebene globale Koordinatensystem (Xg, Yg, Zg) ist ein Koordinatensystem, das durch das GNSS gemessen werden soll, und ist auch ein Koordinatensystem, in dem ein in der Erde festgelegter Ursprung als eine Referenz festgelegt ist.
Das Fahrzeugkörperkoordinatensystem ist nicht auf das Beispiel der vorliegenden Ausführungsform beschränkt. Das Fahrzeugkörperkoordinatensystem kann beispielsweise eine Mitte des Auslegerstifts 13 als einen Ursprung des Fahrzeugkörperkoordinatensystems aufweisen. Die Mitte des Auslegerstifts 13 ist eine Mitte eines Querschnitts, wenn der Auslegerstift 13 in einer Ebene senkrecht zu einer Richtung geschnitten wird, in die sich der Auslegerstift 13 erstreckt, und ist eine Mitte in der Richtung, in die sich der Auslegerstift 13 erstreckt.
<Steuersystem des Arbeitsmaschinen- und des Bauverwaltungssystems>
3 ist ein Diagramm, das ein Steuersystem 50 einer Arbeitsmaschine und eines Bauverwaltungssystems 100 nach der Ausführungsform darstellt. Vorrichtungskonfigurationen des Steuersystems 50 und des Verwaltungssystems 100, die in 3 dargestellt sind, sind lediglich Beispiele und sind nicht auf das Vorrichtungskonfigurationsbeispiel der vorliegenden Ausführungsform beschränkt. Zum Beispiel sind die verschiedenen Vorrichtungen, die in dem Steuersystem 50 enthalten sind, möglicherweise nicht unabhängig voneinander. Mit anderen Worten, Funktionen der mehreren Vorrichtungen können durch eine Vorrichtung realisiert werden.
Das Steuersystem 50 der Arbeitsmaschine (nachstehend gegebenenfalls als Steuersystem 50 bezeichnet) weist die mehreren Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c und 30d und verschiedene Steuervorrichtungen zum Steuern des Baggers 1 auf. Diese Vorrichtungen sind in dem Fahrzeugkörper 1B des in 1 dargestellten Baggers 1, d.h. in der vorliegenden Ausführungsform in dem Schwenkkörper 3, vorgesehen. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht das Steuersystem 50 einem Formmesssystem.
Die verschiedenen Steuervorrichtungen, die in dem Steuersystem 50 enthalten sind, umfassen eine Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51, eine Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52, eine Sensorsteuervorrichtung 53, eine Motorsteuervorrichtung 54, eine Pumpensteuervorrichtung 55 und eine Arbeitseinheitssteuervorrichtung 56 auf, die in 3 veranschaulicht sind. Außerdem weist das Steuersystem 50 eine Bauverwaltungsvorrichtung 57 auf, um einen Zustand des Baggers 1 und Baubedingungen durch den Bagger 1 zu verwalten. Ferner umfasst das Steuersystem 50 eine Anzeigevorrichtung 58 zum Anzeigen von Informationen über den Bagger 1 oder zum Anzeigen eines Bauleitbilds auf einem Bildschirm 58D und eine Kommunikationsvorrichtung 25 zum Kommunizieren mit mindestens einer von einer Verwaltungsvorrichtung 61 einer Verwaltungseinrichtung 60, die außerhalb des Baggers 1 existiert, einer anderen Arbeitsmaschine 70, einem mobilen Endgerät 64 und einer anderen Vorrichtung als der Verwaltungsvorrichtung 61 der Verwaltungseinrichtung 60 zu kommunizieren. Weiterhin weist das Steuersystem 50 die Positionsdetektionsvorrichtung 23 und die IMU 24 als ein Beispiel einer Haltungsdetektionsvorrichtung auf. In der vorliegenden Ausführungsform kann das Steuersystem 50 mindestens die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 und die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 aufweisen.
In der vorliegenden Ausführungsform sind die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 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. Nach der ersten Ausführungsform ist der Kommunikationsstandard, der die Signalleitung 59 verwendet, ein Controller Area Network (CAN), ist aber nicht darauf beschränkt. Im Folgenden kann sich der Begriff „Bagger 1“ auf verschiedene elektronische Vorrichtungen, wie etwa die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 und die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 beziehen, die der Bagger 1 aufweist.
4 ist ein Diagramm, das ein Hardwarekonfigurationsbeispiel der verschiedenen Vorrichtungen darstellt, welche der Bagger 1 und die Verwaltungsvorrichtung 61 aufweisen. In der vorliegenden Ausführungsform weisen die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 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 4 dargestellt, weisen eine Verarbeitungseinheit PR, eine Speichereinheit MR und eine Eingabe-/Ausgabeeinheit IO auf. Die Verarbeitungseinheit PR wird beispielsweise durch eine Verarbeitungsvorrichtung, wie beispielsweise eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), und einen Speicher realisiert.
Als die Speichereinheit MR kann mindestens einer von einem nichtflüchtigen oder flüchtigen Halbleiterspeicher, wie beispielsweise ein Direktzugriffsspeicher (RAM), Nur-Lese-Speicher (ROM), ein Flash-Speicher, ein löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher (EPROM) und ein elektrisch löschbarer, programmierbarer Nur-Lese-Speicher (EEPROM), eine Magnetplatte, eine flexible Platte und eine magnetooptische Platte verwendet werden.
Die Eingabe-/Ausgabeeinheit IO ist eine Schnittstellenschaltung für den Bagger 1 oder die Verwaltungsvorrichtung 61 zum Übermitteln und Empfangen von Daten, Signalen und dergleichen zu und von anderen Vorrichtungen und internen Vorrichtungen. Die interne Vorrichtung weist im Bagger 1 die Signalleitung 59 auf.
Jeder von dem Bagger 1 und der Verwaltungsvorrichtung 61 speichern in den Speichereinheiten MR Computerprogramme, um zu bewirken, dass die Verarbeitungseinheiten PR die jeweiligen Funktionen realisieren. Die Verarbeitungseinheit PR des Baggers 1 und die Verarbeitungseinheit PR der Verwaltungsvorrichtung 61 realisieren die Funktionen der jeweiligen Vorrichtungen 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 Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 erhält eine Position eines Objekts, genauer gesagt, Koordinaten des Objekts in einem dreidimensionalen Koordinatensystem durch Anwenden einer Bildverarbeitung in einem Stereoverfahren auf ein Paar von Objektbildern, die durch mindestens ein Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 abgebildet werden. Auf diese Weise kann die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 das Objekt unter Verwendung eines Paares von Bildern dreidimensional messen, die durch Abbilden des gleichen Objekts mit mindestens dem Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 erhalten werden. Das heißt mindestens das eine Paar der Bildgebungsvorrichtungen 30 und die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 vermessen das Objekt dreidimensional durch das Stereoverfahren. Die Bildverarbeitung in dem Stereoverfahren ist eine Technik zum Erhalten der Entfernung zu dem Objekt von zwei Bildern, die durch Beobachten des gleichen Objekts von zwei verschiedenen Bildgebungsvorrichtungen 30 erhalten werden. Beispielsweise wird die Entfernung zu dem Objekt als ein Bereichsbild ausgedrückt, in welchem Abstandsinformationen zum Objekt durch Schattierung visualisiert werden.
Die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 erfasst Objektinformationen, die durch mindestens ein Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 detektiert wurden, und erhält aus den detektierten Objektinformationen Forminformationen, die eine dreidimensionale Form des Objekts angeben. In der vorliegenden Ausführungsform bildet mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 das Objekt ab, um dadurch die Objektinformationen zu erzeugen und auszugeben. Die Objektinformationen entsprechen einem Bild eines Bauobjekts, das von mindestens zwei Bildgebungsvorrichtungen 30 abgebildet wird. Die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 erhält die Forminformationen durch Anwenden der Bildverarbeitung durch das Stereoverfahren auf das Objektbild und gibt diese aus. In der vorliegenden Ausführungsform wird das Bauobjekt des Baggers 1, das mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 aufweist, durch mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 abgebildet. Jedoch kann ein Bauobjekt einer anderen Arbeitsmaschine durch mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 abgebildet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das von der Bildgebungsvorrichtung 30 detektierte Objekt ein Objekt des Bauvorhabens (im Folgenden gegebenenfalls als Bauobjekt bezeichnet) und ein Objekt nach dem Bauvorhaben. In der vorliegenden Ausführungsform können das Bauobjekt und das Objekt nach dem Bauvorhaben lediglich ein Bauobjekt und ein Objekt nach dem Bauvorhaben für mindestens eines von dem Bagger 1, der die Bildgebungsvorrichtungen 30 aufweist, einem anderen Bagger 1ot, einer anderen Arbeitsmaschine als dem Bagger und dergleichen, sowie einem Bediener sein.
Die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 weist eine Berechnungseinheit 51A und eine Informationsbereitstellungseinheit 51B auf. Die Berechnungseinheit 51A wendet eine Bildverarbeitung in dem Stereoverfahren auf das Bilderpaar an, die durch mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 abgebildet werden, um die Forminformationen zu erhalten. Die Informationsanfügeeinheit 51B hängt verschiedene Informationsarten an die Forminformationen an und gibt die Forminformationen aus. Die verschiedenen Informationsarten, die an die Forminformationen angefügt werden, weisen Zeitinformationen auf. Die Zeitinformationen weisen Informationen mindestens eines von einer Zeit, die von dem Zeitpunkt, zu dem das Objekt von der Berechnungseinheit 51A und mindestens dem Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 detektiert wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Forminformationen ausgegeben werden, vorhanden ist. Die Zeitinformationen werden beispielsweise von einem Zeitgeber in der Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 erhalten. Zusätzlich zu den Zeitinformationen können ferner die verschiedenen Informationsarten mindestens eines von einer Information, die die Positionen angibt, wo mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 das Objekt abbildet, und Informationen zur Identifizierung des Baggers 1 aufweisen, der die Bildgebungsvorrichtungen 30 aufweist, die das Objekt abgebildet haben. Funktionen jedes von der Berechnungseinheit 51A und der Informationsbereitstellungseinheit 51B werden durch die Verarbeitungseinheit PR realisiert, die in 4 dargestellt ist.
In der vorliegenden Ausführungsform entspricht mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 einer Objektdetektionseinheit, die an dem Bagger 1 angebracht ist und die das Objekt detektiert und die Objektinformation ausgibt. Die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 entspricht einer Formdetektionseinheit, die eine Forminformation ausgibt, welche eine dreidimensionale Form des Objekts darstellt, wobei die Objektinformationen verwendet werden, die von mindestens dem Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 detektiert werden. Ein 3D-Scanner, wie etwa ein Laserscanner kann anstelle des mindestens einen Paars Bildgebungsvorrichtungen 30 verwendet werden. Da der 3D-Scanner das Objekt detektiert und die Forminformationen ausgibt, die die dreidimensionale Form des Objekts angeben, weist der 3D-Scanner die Funktionen der vorstehend beschriebenen Objektdetektionseinheit und der Formdetektionseinheit auf.
Ein Hub 31 und ein Bildgebungsschalter 32 sind mit der Detektionsverarbeitungsvorrichtung 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 Detektionsverarbeitungsvorrichtung 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 Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 eingegeben. Die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 erfasst die Bildgebungsergebnisse der Bildgebungsvorrichtungen 30a, 30b, 30c und 30d, das heißt in der vorliegenden Ausführungsform Objektbilder, über den Hub 31. Wenn in der vorliegenden Ausführungsform der Bildgebungsschalter 32 betätigt wird, bildet mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 das Objekt ab. Der Bildgebungsschalter 32 ist in dem in 2 dargestellten Fahrerraum 4 installiert. Zum Beispiel ist der Bildgebungsschalter 32 in der Nähe der Betätigungsvorrichtung 35 installiert; aber der Installationsort des Bildgebungsschalters 32 ist nicht darauf beschränkt.
In einem Fall des Erfassens der Objektbilder durch mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 kann das Steuersystem 50 mit der Bildgebung zur gleichen Zeit starten wie der Beginn des Schwenkens des Schwenkkörpers 3 und die Bildgebung zum Zeitpunkt des Stoppens des Schwenkens stoppen, sowie die Bildverarbeitung in dem Stereoverfahren auf der Grundlage der Bilder, die während des Schwungs erhalten wurden, anwenden, um die Forminformationen zu erhalten. In diesem Fall empfängt die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 beispielsweise ein Signal oder ein elektrisches Signal, das eine Änderung eines Vorsteuerdrucks anzeigt, welches gemäß der Betätigung der Betätigungsvorrichtung ausgegeben wird, um ein Schwenken des Schwenkkörpers 3 aus der Betätigungsvorrichtung zu bewirken, und das Steuersystem 50 bestimmt den Zeitpunkt des Schwenkbeginns und des Schwenkstopps des Schwenkkörpers 3, um ein Abbilden durchzuführen.
Wenn der Bagger 1 das Bauobjekt baut, erhält die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 Soll-Bauinformationen, welche Zielforminformationen sind, die angestrebt werden, und gibt diese aus. In der vorliegenden Ausführungsform erhält die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 die Soll-Bauinformationen unter Verwendung der Forminformationen des Bauobjekts, die durch die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 erhalten werden. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Soll-Bauinformationen Positionsinformationen, die durch dreidimensionale Koordinaten im globalen Koordinatensystem die angestrebte Zielform ausdrücken, wenn das Bauobjekt gebaut wird. Die Soll-Bauinformationen können Informationen dreidimensionaler Koordinaten in einem anderen Koordinatensystem als dem globalen Koordinatensystem sein. In der vorliegenden Ausführungsform entspricht die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 einer Bauinformationserzeugungseinheit.
Die Informationen des Bauobjekts, die mindestens von dem Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 erfasst werden, können über die Kommunikationsvorrichtung 25 außerhalb des Baggers 1 übertragen werden, und die Verwaltungsvorrichtung 61 kann z.B. Objektkoordinaten in dem dreidimensionalen Koordinatensystem erhalten. In diesem Fall realisiert die Verwaltungsvorrichtung 61 die Funktion der Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51. Ferner kann die Verwaltungsvorrichtung 61 die Funktion der Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 realisieren. Die Forminformationen des Bauobjekts, die durch die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 erhalten werden, die auf dem Bagger 1 montiert ist, können über die Kommunikationsvorrichtung 25 außerhalb des Baggers 1 übertragen werden, und die Verwaltungsvorrichtung 61 kann beispielsweise die Soll-Bauinformationen erhalten. In diesem Fall realisiert 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 des Arbeitsgeräts 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. Es kann jede andere Vorrichtung als die IMU 24 verwendet werden, solange die Vorrichtung die Haltung des Baggers 1 detektieren kann. In der vorliegenden Ausführungsform sind die erste Winkeldetektionseinheit 18A, die zweite Winkeldetektionseinheit 18B und die dritte Winkeldetektionseinheit 18C beispielsweise Hubsensoren. Die jeweiligen Sensoren detektieren Hublängen des Auslegerzylinders 10, des Stielzylinders 11 und 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. Eine Position eines Abschnitts des Arbeitsgeräts 2 in dem Fahrzeugkörperkoordinatensystem kann aus dem Drehwinkel des Auslegers 6 bezüglich des Fahrzeugkörpers 1B, dem Drehwinkel des Stiels 7 bezüglich des Auslegers 6 und dem Drehwinkel des Löffels 8 bezüglich des Stiels 7, die durch die erste Winkeldetektionseinheit 18A, die zweite Winkeldetektionseinheit 18B und die dritte Winkeldetektionseinheit 18C detektiert werden, und aus den Abmessungen des Arbeitsgeräts 2 erhalten werden. Ein Beispiel der Position eines Abschnitts des Arbeitsgeräts 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 Motor 27, der eine Energieerzeugungsvorrichtung des Baggers 1 ist. Der Motor 27 ist beispielsweise ein Dieselmotor, ist aber nicht darauf beschränkt. Ferner kann die Energieerzeugungsvorrichtung des Baggers 1 eine Hybridvorrichtung in Kombination aus dem Motor 27 und dem Geratormotor sein. Der Motor 27 treibt eine Hydraulikpumpe 28 an.
Die Pumpensteuervorrichtung 55 steuert eine Strömungsrate eines von der Hydraulikpumpe 28 abgegebenen Hydraulikfluids. In der vorliegenden Ausführungsform erzeugt die Pumpensteuervorrichtung 55 ein Steuerbefehlssignal zum Einstellen der Strömungsrate des von der Hydraulikpumpe 28 abgegebenen Hydraulikfluids. Die Pumpensteuervorrichtung 55 ändert die Strömungsrate des von der Hydraulikpumpe 28 abgegebenen Hydraulikfluids durch Ändern eines Taumelscheibenwinkels der Hydraulikpumpe 28 unter Verwendung des erzeugten Steuersignals. Das Hydraulikfluid, das von der Hydraulikpumpe 28 abgegeben wird, wird einem Steuerventil 29 zugeführt. Das Steuerventil 29 führt das von der Hydraulikpumpe 28 zugeführte Hydraulikfluid 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 führt beispielsweise eine Steuerung aus, um die Schneidkante 8BT des Löffels 8 entlang einer Soll-Baufläche zu bewegen. Die Arbeitseinheitssteuervorrichtung 56 entspricht einer Arbeitsgerätsteuereinheit. Nachstehend wird diese Steuerung gegebenenfalls als Arbeitseinheitssteuerung bezeichnet. Beim Ausführen der Arbeitseinheitssteuerung erhält die Arbeitseinheitssteuervorrichtung 56 die Soll-Bauinformationen, die durch die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 erzeugt werden, und steuert das Steuerventil 29, um das Arbeitsgerät 2 derart zu steuern, dass die Schneidkante 8BT des Löffels 8 z.B. mit der Soll-Baufläche, die in der Soll-Bauinformation enthalten ist, übereinstimmt. Der Bagger 1 kann die Arbeitseinheitssteuervorrichtung 56 nicht enthalten und kann in der Lage sein, eine Positionsbeziehung zwischen seinem eigenen Arbeitsgerät 2 und den Soll-Bauinformationen, die durch ein nachstehend beschriebenes Verfahren erhalten werden, auf dem Bildschirm 58D der Anzeigevorrichtung 58 als ein Leitbild für das Bauvorhaben anzuzeigen.
Zum Beispiel sammelt die Bauverwaltungsvorrichtung 57 mindestens eine aus den Forminformationen, die durch die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 erhalten werden, den Soll-Bauinformationen, die durch die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 erzeugt werden, den Forminformationen des Bauergebnisses des Bauobjekts, das durch den Bagger 1 gebaut wird, und Forminformationen, die eine aktuelle Topographie des durch den Bagger 1 zu bauenden Bauobjekts anzeigt, und speichert die gesammelten Informationen in einer Speichereinheit 57M. Die Bauverwaltungsvorrichtung 57 überträgt das in der Speichereinheit 57M gespeicherte Bauergebnis über die Kommunikationsvorrichtung 25 an die Verwaltungsvorrichtung 61 oder das mobile Endgerät 64. Die Bauverwaltungsvorrichtung 57 kann mindestens eine von den Forminformationen, die durch die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 erhalten werden, und den Soll-Bauinformationen sammeln und die gesammelten Informationen an die Verwaltungsvorrichtung 61 oder das mobile Endgerät 64 übertragen, ohne die Informationen in der Speichereinheit 57M zu speichern. Die Speichereinheit 57M entspricht der in 4 dargestellten Speichereinheit MR.
Die Bauverwaltungsvorrichtung 57 kann beispielsweise in der außerhalb des Baggers 1 vorgesehenen Verwaltungsvorrichtung 61 vorgesehen sein. In diesem Fall erfasst die Bauverwaltungsvorrichtung 57 die Forminformationen oder das Bauergebnis von dem Bagger 1 über die Kommunikationsvorrichtung 25.
Ein Bauergebnis sind zum Beispiel Forminformationen, die durch Abbilden des Bauobjekts nach dem Bauvorhaben durch mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 und Anwenden der Bildverarbeitung durch das Stereoverfahren auf das Bildgebungsergebnis durch die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 erhalten wird. Im Folgenden werden Forminformationen, die den aktuellen Zustand der Topographie des zu erbauenden Bauobjekts angeben, gegebenenfalls als aktuelle Topographieinformationen bezeichnet. Außerdem können die Forminformationen Forminformationen sein, die das Bauergebnis anzeigen, und können Forminformation sein, die die aktuellen Topographie anzeigen. Die aktuellen Topographieinformationen sind zum Beispiel Forminformationen, die durch die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 erhalten werden, nachdem das Bauobjekt, das durch den Bagger 1, die andere Arbeitsmaschine 70 oder den Bediener zu bauen ist, durch mindestens ein Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 abgebildet wird.
Zum Beispiel sammelt die Bauverwaltungsvorrichtung 57 das Bauergebnis, nachdem die Tagesarbeit beendet ist, und überträgt das gesammelte Ergebnis an mindestens eine von der Verwaltungsvorrichtung 61 und dem mobilen Endgerät 64 oder sammelt das Bauergebnis der Tagesarbeit mehrere Male und überträgt das gesammelte Ergebnis an mindestens eine von der Verwaltungsvorrichtung 61 und dem mobilen Endgerät 64. Die Bauverwaltungsvorrichtung 57 kann die Forminformationen vor dem Bauvorhaben an die Verwaltungsvorrichtung 61 oder das mobile Endgerät 64, beispielsweise vor der Tätigkeit am Morgen, übertragen.
In der vorliegenden Ausführungsform sammelt die Bauverwaltungsvorrichtung 57 beispielsweise zwei Bauergebnisse, am Mittag und am Arbeitsende der Tagesarbeit, und überträgt die Ergebnisse an die Verwaltungsvorrichtung 61 oder das mobile Endgerät 64. Das Bauergebnis kann ein Bauergebnis sein, das durch Abbilden eines Bereichs, in dem das Bauvorhaben durchgeführt wurde, der gesamten Baustelle, erhalten wird, oder kann ein Bauergebnis sein, das durch Abbilden der gesamten Baustelle erhalten wird. Wenn das an die Verwaltungsvorrichtung 61 oder das mobile Endgerät 64 übertragene Bauergebnis der Bereich ist, in dem das Bauvorhaben ausgeführt wurde, kann einer Erhöhung der Bildgebungszeit, der Bildverarbeitungszeit und der Übertragungszeit des Bauergebnisses entgegengewirkt werden, und das ist vorzuziehen.
Die Anzeigevorrichtung 58 zeigt die Informationen des Baggers 1 auf dem Anzeigebildschirm 58D, wie etwa auf einer Flüssigkristallanzeige an und zeigt das Leitbild für das Bauvorhaben auf dem Bildschirm 58D an. Zusätzlich erhält die Anzeigevorrichtung 58 in der vorliegenden Ausführungsform die Position des Arbeitsgeräts 2, wenn die vorstehend beschriebene Arbeitseinheitssteuerung ausgeführt wird. Die Position der Schneidkante 8BT, die durch die Anzeigevorrichtung 58 erhalten wird, ist in der vorliegenden Ausführungsform die Position der Schneidkante 8BT des Löffels 8. Die Anzeigevorrichtung 58 erfasst die aktuellen Positionen der Antennen 21 und 22, die durch die Positionsdetektionsvorrichtung 23 detektiert werden, die Drehwinkel, die durch die erste Winkeldetektionseinheit 18A, die zweite Winkeldetektionseinheit 18B und die dritte Winkeldetektionseinheit 18C detektiert werden, die Abmessungen des Arbeitsgeräts 2, die in der Speichereinheit MR gespeichert sind, und der Ausgabedaten der IMU 24, und erhält die Position der Schneidkante 8BT des Löffels 8 unter Verwendung der erfassten Informationen. In der vorliegenden Ausführungsform erhält die Anzeigevorrichtung 58 die Position der Schneidkante 8BT des Löffels 8. Die Position der Schneidkante 8BT des Löffels 8 kann jedoch durch eine andere Vorrichtung als die Anzeigevorrichtung 58 erhalten werden.
Die Kommunikationsvorrichtung 25 ist in der vorliegenden Ausführungsform eine Kommunikationseinheit. Die Kommunikationsvorrichtung 25 kommuniziert mit mindestens einer von der Verwaltungsvorrichtung 61 der Verwaltungseinrichtung 60, der anderen Arbeitsmaschine 70 und dem mobilen Endgerät 64 über eine Kommunikationsleitung NTW und tauscht Informationen miteinander aus. Unter den durch die Kommunikationsvorrichtung 25 ausgetauschten Informationen, Informationen, die von dem Steuersystem 50 zu mindestens einer von der Verwaltungsvorrichtung 61, der anderen Arbeitsmaschine 70 und dem mobilen Endgerät 64 zu übertragen sind, sind Informationen bezüglich des Bauvorhabens. Die Informationen bezüglich des Bauvorhabens weisen mindestens eine von den vorstehend beschriebenen Forminformationen und Informationen, die aus den Forminformationen erhalten werden. Die Informationen, die aus den Forminformationen erhalten werden, weisen die vorstehend beschriebenen Soll-Bauinformationen und Informationen, die zum Beispiel durch Verarbeiten der Forminformationen erhalten werden, auf, sind aber nicht darauf beschränkt. Die Informationen bezüglich des Bauvorhabens können, nachdem sie in der Speichereinheit der Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51, der Speichereinheit der Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 und der Speichereinheit 57M der Bauverwaltungsvorrichtung 57 gespeichert wurden, übertragen werden oder können ohne in den Speichereinheiten gespeichert zu sein, durch die Kommunikationsvorrichtung 25 übertragen werden.
In der vorliegenden Ausführungsform führt die Kommunikationsvorrichtung 25 eine Kommunikation durch drahtlose Kommunikation durch. Daher weist die Kommunikationsvorrichtung 25 die drahtlose Kommunikationsantenne 25A auf. Das mobile Endgerät 64 gehört beispielsweise einem Manager, der die Tätigkeit des Baggers 1 verwaltet. Eine Ausführungsform ist jedoch nicht darauf beschränkt. Die andere Arbeitsmaschine 70 weist eine Funktion zum Kommunizieren mit mindestens einem von dem Bagger 1 mit dem Steuersystem 50 und der Verwaltungsvorrichtung 61 auf. Die andere Arbeitsmaschine 70 kann ein Bagger 1 mit dem Steuersystem 50, ein Bagger ohne das Steuersystem 50 oder eine andere Arbeitsmaschine als ein Bagger sein. Die Kommunikationsvorrichtung 25 kann mit mindestens einer von der Verwaltungsvorrichtung 61 der Verwaltungseinrichtung 60, der anderen Arbeitsmaschine 70 oder dem mobilen Endgerät 64 über eine drahtgebundene Kommunikation kommunizieren und miteinander Informationen austauschen.
Das Bauverwaltungssystem 100 weist die Verwaltungsvorrichtung 61 der Verwaltungseinrichtung 60, das Steuersystem 50 und den Bagger 1 mit dem Steuersystem 50 auf. Das Bauverwaltungssystem 100 kann ferner das mobile Endgerät 64 aufweisen. Einer oder mehrere der Bagger 1 mit dem Steuersystem 50, die in dem Bauverwaltungssystem 100 enthalten sind, können verwendet werden. Die Verwaltungseinrichtung 60 weist die Verwaltungsvorrichtung 61 und eine Kommunikationsvorrichtung 62 auf. Die Verwaltungseinrichtung 61 kommuniziert mit mindestens dem Bagger 1 über die Kommunikationsvorrichtung 62 und die Kommunikationsleitung NTW. Die Verwaltungsvorrichtung 61 kann mit dem mobilen Endgerät 64 oder der anderen Arbeitsmaschine 70 kommunizieren. Drahtlose Kommunikationsvorrichtungen können an dem Bagger 1 und mindestens einem anderen Bagger 1ot oder einer anderen Arbeitsmaschine montiert sein, um eine direkte drahtlose Kommunikation zwischen den Fahrzeugen zu ermöglichen. Dann kann mindestens einer von dem Bagger 1, dem anderen Bagger 1ot und der anderen Arbeitsmaschine mit einer Vorrichtung oder einer elektronischen Vorrichtung ausgestattet sein, die eine Verarbeitung ausführen kann, die durch die Verwaltungsvorrichtung 61 der Verwaltungseinrichtung 60 oder dergleichen ausgeführt wird.
Die Verwaltungsvorrichtung 61 empfängt mindestens eines von dem Bauergebnis und den aktuellen Topographieinformationen des Baggers 1 und verwaltet den Baufortschritt. Die Verwaltungsvorrichtung 61 kann die Forminformationen von dem Bagger 1 empfangen, die Soll-Bauinformationen unter Verwendung der Forminformationen erzeugen und die erzeugten Soll-Bauinformationen an den Bagger 1 übertragen. Die Verwaltungsvorrichtung 61 kann die Soll-Bauinformationen aus Entwurfsinformationen des Bauobjekts erzeugen und die Soll-Bauinformationen an den Bagger 1 übertragen. Die Verwaltungsvorrichtung 61 kann das von dem Bagger 1 erhaltene Bauergebnis verarbeiten, um ein Bewegtbild der Fortschrittsinformationen des Bauvorhabens zu erzeugen und das Bewegtbild auf einer Anzeigevorrichtung 67 anzuzeigen oder Informationen des bewegten Bildes an den Bagger 1 oder das mobile Endgerät 64 übertragen und das bewegte Bild auf der Anzeigevorrichtung 58 des Baggers 1 oder des Bildschirms dem mobilen Endgerät 64 anzeigen. Wie vorstehend beschrieben, kann die Erzeugung der Soll-Bauinformationen, die von der Verwaltungsvorrichtung 61 ausgeführt wird, durch mindestens eines von dem Bagger 1 und der anderen Arbeitsmaschine 70 ausgeführt werden.
<Bauvorhaben des Bauobjekts>
In der ersten Ausführungsform erhält das Steuersystem 50 die Forminformationen, d.h. Informationen, die die Form des Bauobjekts angeben, indem mindestens zwei der mehreren Bildgebungsvorrichtungen 30, die in 2 dargestellt sind, veranlasst werden, das Bauobjekt abzubilden. Dann erhält das Steuersystem 50 die Soll-Bauinformationen unter Verwendung der erhaltenen Forminformationen. Wenn der Bagger 1 das Bauobjekt baut, veranlasst das Steuersystem 50, dass das Arbeitsgerät 2 den erhaltenen Soll-Bauinformationen entspricht.
5 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Baustelle darstellt, an der der Bagger 1 ein Bauvorhaben nach der Ausführungsform durchführt. In der ersten Ausführungsform ist ein Bauobjekt OBP des Baggers 1 der Boden. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Bauobjekt OBP mindestens ein Teil der Baustelle. Wie in 5 dargestellt, ist in der vorliegenden Ausführungsform das Bauvorhaben, das auf das Bauobjekt OBP durch den Bagger 1 angewendet wird, Arbeit, um den Oberboden um eine vorbestimmte Tiefe ΔDP von einer Oberfläche OBS des Bauobjekts OBP abzuschaben. In dem Bauobjekt OBP ist ein Teil, in dem das Bauvorhaben ausgeführt wurde, ein konstruktiv ausgeführter Teil OBF. Der konstruktiv ausgeführte Teil OBF kann sich abhängig von einem Bauplan auf einen Teil beziehen, an dem das Bauvorhaben nicht notwendig ist. Der konstruktiv ausgeführte Teil OBF ist mindestens ein Teil des Bauobjekts OBP. Als Nächstes werden die Forminformationen, die durch das Steuersystem 50 erhalten werden, beschrieben.
<Bildgebung von Objekten und Erzeugung von Forminformationen>
6 ist eine Ansicht zur Beschreibung von Forminformationen, die durch das Steuersystem der Arbeitsmaschine nach der ersten Ausführungsform erhalten werden. In diesem Fall existiert für die Forminformationen ein Bauobjekt OBP vor dem Bagger 1, das einem durch den Bagger 1 zu erbauenden Abschnitt entspricht. Die Forminformationen werden von dem Bauobjekt OBP erhalten. In einem Fall des Erzeugens der Forminformationen von dem Bauobjekt OBP veranlasst das Steuersystem 50, dass mindestens ein Paar der Bildgebungsvorrichtungen 30 das Bauobjekt OBP abbildet. Wenn in der vorliegenden Ausführungsform eine Bedienungsperson des Baggers 1 den Bildgebungsschalter 32, der in der 3 dargestellt ist, betätigt, um einen Abbildungsbefehl in die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 einzugeben, veranlasst die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 mindestens das eine Paar von Bildgebungsvorrichtungen 30, das Bauobjekt OBP abzubilden.
Die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 des Steuersystems 50 wendet die Bildverarbeitung durch das Stereoverfahren auf das Bild des Bauobjekts OBP an, das durch mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 abgebildet wird, um Positionsinformationen, in der vorliegenden Ausführungsform dreidimensionale Positionsinformationen des Bauobjekts OBP, zu erhalten. Die Positionsinformationen des Bauobjekts OBP, die durch die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 erhalten werden, sind Informationen in dem Koordinatensystem der Bildgebungsvorrichtung 30 und werden somit in Positionsinformationen in dem globalen Koordinatensystem umgewandelt. Die Positionsinformationen des Bauobjekts in dem globalen Koordinatensystem sind Forminformationen. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Forminformationen Information, die mindestens eine Position Pr (Xg, Yg, Zg) der Oberfläche OBS des Bauobjekts OBP in dem globalen Koordinatensystem aufweisen. Die Position Pr (Xg, Yg, Zg) sind Koordinaten in dem globalen Koordinatensystem und sind die dreidimensionalen Positionsinformationen.
7 ist eine Ansicht, die einen Zustand darstellt, in dem der Bagger 1 in Bezug auf eine Wirkrichtung G der Schwerkraft geneigt ist. 8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Bildes eines Objekts Oj darstellt, das von mindestens dem Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 in einem Zustand abgebildet wird, in dem der Bagger 1 in Bezug auf die Wirkrichtung G der Schwerkraft geneigt ist. Wenn mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 das Objekt Oj in einem Zustand abbildet, in dem der Bagger 1 auf einer geneigten Oberfläche GD installiert ist, ist ein Bildgebungsvorrichtungskoordinatensystem (xs, ys, zs) in Bezug auf die Wirkrichtung G der Schwerkraft geneigt. Wenn die Bildverarbeitung durch das Stereoverfahren auf das in diesem Zustand erhaltene Bild angewendet wird und die Forminformationen erhalten werden, können die Forminformationen durch die Neigung beeinflusst werden, da das Objekt Oj, wie in 8 dargestellt ist, geneigt ist. Das Steuersystem 50 detektiert die Haltung des Baggers 1 durch die IMU 24 und erhält die Forminformationen unter Verwendung von Informationen bezüglich der detektierten Haltung des Baggers 1.
9 ist ein Diagramm zur Beschreibung eines Verarbeitungsbeispiels zum Erhalten der Forminformationen durch das Steuersystem 50 nach der Ausführungsform. 10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Datendatei der Forminformationen veranschaulicht, die durch das Steuersystem 50 nach der Ausführungsform erhalten wird. Eine Position Ps (xs, ys, zs) des Bauobjekts OBP, die aus den Bildern erhalten wird, die durch mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 abgebildet werden, sind die Koordinaten des Bildgebungsvorrichtungskoordinatensystems (xs, ys, zs). Da die Forminformationen die Koordinaten in dem globalen Koordinatensystem (Xg, Yg, Zg) sind, wandelt die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 die Position Ps (xs, ys, zs) in eine Position Pg (xs, ys, zs) des globalen Koordinatensystems (Xg, Yg, Zg) um. Die Position Pg (xs, ys, zs) ist eine Position Pr (Xg, Yg, Zg) der Oberfläche OBS des Objekts OBP, das heißt die Forminformationen.
Die Position Ps (xs, ys, zs) wird aus dem Bildgebungsvorrichtungskoordinatensystem (xs, ys, zs) in eine Position Pm (xm, ym, zm) des Fahrzeugkörperkoordinatensystems (Xm, Ym, Zm) durch den Ausdruck (1) umgewandelt. Die Position Pm (xm, ym, zm) des Fahrzeugkörperkoordinatensystems (Xm, Ym, Zm) wird durch den Ausdruck (2) in die Position Pg (xs, ys, zs) des globalen Koordinatensystems (Xg, Yg, Zg) umgewandelt. $Pm = R \cdot Ps + T$
$Pg = Rimu \cdot (Pm + Toff) + Tg$

$R = (\begin{matrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & cos α & - sin α \\ 0 & sin α & cos α \end{matrix}) (\begin{matrix} cos β & 0 & sin β \\ 0 & 1 & 0 \\ - sin β & 0 & cos β \end{matrix}) (\begin{matrix} cos γ & - sin γ & 0 \\ sin γ & cos γ & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{matrix})$

$T = (\begin{matrix} x_{0} \\ y_{0} \\ z_{0} \end{matrix})$

$R i m u = (\begin{matrix} cos θ d & - sin θ d & 0 \\ sin θ d & cos θ d & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{matrix}) (\begin{matrix} cos θ p & 0 & sin θ p \\ 0 & 1 & 0 \\ - sin θ p & 0 & cos θ p \end{matrix}) (\begin{matrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & cos θ r & - sin θ r \\ 0 & sin θ r & cos θ r \end{matrix})$

$T o f f = (\begin{matrix} x_{1} \\ y_{1} \\ z_{1} \end{matrix})$

$T g = (\begin{matrix} X_{2} \\ y_{2} \\ z_{2} \end{matrix})$
R in Ausdruck (1) stellt eine Rotationsmatrix dar, die durch Ausdruck (3) ausgedrückt wird, und T stellt einen Translationsvektor dar, der durch die Matrix von Ausdruck (4) ausgedrückt wird. Rimu in Ausdruck (2) ist eine Rotationsmatrix, die durch Ausdruck (5) ausgedrückt wird, und Toff ist ein Translationsvektor, der durch die Matrix des Ausdrucks (6) ausgedrückt wird. Toff stellt einen Versatzwert der Entfernung von dem Ursprung des Fahrzeugkörperkoordinatensystems zu einer der Antennen 21 und 22 dar. Tg ist ein Translationsvektor einer der Antennen 21 und 22, der durch die Matrix des Ausdrucks (7) ausgedrückt wird. Ein Winkel α, ein Winkel β und ein Winkel γ in der Rotationsmatrix R repräsentieren eine Neigung des Bildgebungsvorrichtungskoordinatensystems in Bezug auf das Fahrzeugkörperkoordinatensystem. 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 Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 gespeichert. x₀, y₀ und z₀ der Matrix T repräsentieren den Abstand zwischen dem Ursprung des Bildgebungsvorrichtungskoordinatensystems und dem Ursprung des Fahrzeugkörperkoordinatensystems. x₀, y₀ und z₀ 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 Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 gespeichert.
Ein Winkel θr, ein Winkel θp und ein Winkel θd in der Rotationsmatrix Rimu entsprechen einem Rollwinkel, einem Nickwinkel bzw. einem Azimutwinkel des Baggers 1. Der Rollwinkel θr, der Nickwinkel θp, und der Azimutwinkel θd repräsentieren die Haltung des Baggers 1. Der Rollwinkel θr und der Nickwinkel θp werden durch die IMU 24, die in 3 dargestellt ist, oder durch die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 aus dem Detektionswert der IMU 24 erhalten. Der Azimutwinkel θd wird durch einen GPS-Kompass erhalten, der aus den Antennen 21 und 22 und der Positionsdetektionsvorrichtung 23, die in 3 dargestellt sind, eingerichtet ist. Genauer gesagt wird der Azimutwinkel θd durch die Positionsdetektionsvorrichtung 23 auf der Grundlage der relativen Positionen der zwei Antennen 21 und 22 erhalten. Der Rollwinkel θr, der Nickwinkel θp und der Azimutwinkel θd werden geändert, wenn die Haltung des Baggers 1 geändert wird. In der vorliegenden Ausführungsform kann ein Gierwinkel 8y, der von der IMU 24 erhalten wird, anstelle des Azimutwinkels (Azimutdaten), der durch den GPS-Kompass erhalten wird, verwendet werden. In der vorliegenden Ausführungsform werden der Rollwinkel θr, der Nickwinkel θp und der Azimutwinkel θd von der IMU 24 oder der Positionsdetektionsvorrichtung 23 detektiert, wenn mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 das Objekt, z.B. das Bauobjekt auf der Baustelle und die Baustelle nach dem Bauvorhaben, detektiert. Der Rollwinkel θr, der Nickwinkel θp und der Gierwinkel θy oder der Azimutwinkel θd können durch eine andere Vorrichtung als die IMU 24 oder die Positionsdetektionsvorrichtung 23, beispielsweise durch ein Gyroskop, erhalten werden.
x₁, y₁ und z₁ der Matrix Toff stellen die Entfernung vom Ursprung des Fahrzeugkörperkoordinatensystems zu den Installationspositionen der Antennen 21 und 22 dar, die in den 1 und 3 dargestellt sind. x₁, y₁ und z₁ werden beispielsweise gemessen, nachdem die Antennen 21 und 22 an dem Bagger 1 angebracht sind oder werden im Voraus aus den Bauinformationen des Baggers 1 erhalten und werden in der Speichereinheit der Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 gespeichert.
x₂, y₂ und z₂ der Matrix Tg repräsentieren die Antennen 21 und 22 und die Position der Antennen 21 und 22 in dem globalen Koordinatensystem, die durch die Positionsdetektionsvorrichtung 23, die in den 1 und 3 dargestellt ist, detektiert werden. x₁, y₁ und z₁ werden geändert, wenn die Position des Baggers 1, genauer gesagt die Position der Antennen 21 und 22, geändert wird.
Die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 wandelt durch Ausdrücke (1) bis (7) die Position Ps (xs, ys, zs) des Bauobjekts OBP, die von den Bildern erhalten wurde, die durch mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 abgebildet wurden, in eine Position Pg (xg, yg, zg) in dem globalen Koordinatensystem um. Zu dieser Zeit erfasst die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 den Rollwinkel θr und den Nickwinkel θp von der IMU 24 und erfasst die Position der Antennen 21 und 22 in dem globalen Koordinatensystem und den Azimutwinkel θd aus der Positionsdetektionsvorrichtung 23 und verwendet die erhaltenen Winkel und Position bei der Umwandlung. Wie vorstehend beschrieben, kann die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 den von der IMU 24 detektierten Gierwinkel θy anstelle des Azimutwinkels θd verwenden. Die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 verwendet die Position Pg (xg, yg, zg) nach der Umwandlung als die Position Pr (Xg, Yg, Zg) der Oberfläche OBS des Bauobjekts OBP, das heißt die Forminformationen. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Position Pr der Oberfläche OBS des Bauobjekts OBP als ein Beispiel der Forminformationen dargestellt. Die Forminformationen sind jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel können die Forminformationen die Position der Oberfläche des Bauobjekts OBP nach dem Bauvorhaben und die Position der Oberfläche des Bauobjekts OBP in der Mitte des Bauprozesses sein.
Die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 erhält die Position Pr (Xg, Yg, Zg) der Oberfläche OBS des Bauobjekts OBP über die gesamte Fläche des Bauobjekts OBP, die durch mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 abgebildet wird und gibt diese aus. In der vorliegenden Ausführungsform erzeugt die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 eine Datendatei EMD der erhaltenen Position Pr (Xg, Yg, Zg) für jede vorbestimmte Einheit, wie in 10 dargestellt. Die Datendatei EMD, die in 10 dargestellt ist, ist ein Satz von n Positionen Pr (Xg, Yg, Zg) (n ist eine ganze Zahl von 1 oder mehr). Die Datendatei EMD entspricht in der vorliegenden Ausführungsform auch den Forminformationen.
Als die vorbestimmte Einheit kann beispielsweise ein Bereich des Bauobjekts OBP, der durch eine einmalige Bildgebung erhalten wird, und ein vorbestimmter Bereich des Bauobjekts OBP veranschaulicht werden. Der vorbestimmte Bereich des Bauobjekts OBP kann ein Teil des Bereichs sein, der durch eine Bildgebung oder einen Bereich erhalten wird, der den durch eine Bildgebung erhaltenen Bereich übersteigt. Im letzteren Fall wird ein Bereich, der durch mehrmalige Bildgebung erhalten wird, der vorbestimmte Bereich.
Wenn in der vorliegenden Ausführungsform die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 die Datendatei EMD erzeugt, speichert die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 die Datendatei EMD in ihrer eigenen Speichereinheit. Dann erzeugt die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 die Soll-Bauinformationen unter Verwendung der Position Pr der Datendatei EMD. Zusätzlich kann die Bauverwaltungsvorrichtung 57 die Datendatei EMD, die von der Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 erzeugt wird, von der Kommunikationsvorrichtung 25 an mindestens eine von der Verwaltungsvorrichtung 61, dem mobilen Endgerät 64 und/oder der in 3 dargestellten anderen Arbeitsmaschine 70 übertragen.
11 ist ein Diagramm, das ein Beispiel von Informationen, einschließlich der Datendatei EMD, darstellt, die durch die Bauverwaltungsvorrichtung 57 übertragen werden. In der vorliegenden Ausführungsform hängt die Informationsbereitstellungseinheit 51B der Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51, die in 3 dargestellt ist, Zeitinformationen TM zur Spezifizierung der Forminformationen an die Forminformationen an und gibt die Forminformationen aus. Die Zeitinformationen TM sind Informationen, die die Forminformationen auf der Grundlage der Zeit spezifizieren. In der vorliegenden Ausführungsform erzeugt die Informationsbereitstellungseinheit 51B, wie in 11 veranschaulicht, Arbeitsinformationen LG einschließlich der Zeitinformationen TM und der Datendatei EMD als Forminformationen und gibt diese aus. Die Zeitinformationen TM können zum Beispiel eine Zeit sein, zu der mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 das Bauobjekt OBP abgebildet hat, eine Zeit, zu der die Berechnungseinheit 51A die Forminformation erzeugt hat, eine Zeit, zu der die Informationsbereitstellungseinheit 51B die Arbeitsinformation LG ausgibt, oder eine Zeit, zu der eine externe Vorrichtung des Baggers 1, wie etwa die Verwaltungsvorrichtung 61 oder das mobile Endgerät 64, die Forminformationen erfasst hat. Genauer gesagt, die Zeitinformationen TM sind ein Element von Zeitinformationen, die von einem Zeitpunkt, zu dem das Bauobjekt OBP vor, während oder nach dem Bauvorhaben von mindestens dem Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 und der Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 detektiert worden ist bis zu einem Zeitpunkt, zu dem die externe Vorrichtung des Baggers 1 die Forminformationen erhalten hat. In einem Fall, in dem die Zeitinformationen TM Informationen der Zeit sind, zu der die externe Vorrichtung des Baggers 1 die Forminformationen erfasst hat, ist die Informationsbereitstellungseinheit 51B in der externen Vorrichtung des Baggers 1 vorgesehen und die Informationsbereitstellungseinheit 51B stellt die Zeitinformationen TM bereit, die die Zeit anzeigen, zu der die externe Vorrichtung die Forminformationen zu den Forminformationen erfasst hat.
In der vorliegenden Ausführungsform enthalten die Arbeitsinformationen LG die Soll-Bauinformationen TI, eine Bildgebungsposition PL und Haltungsinformationen SI des Baggers 1 zusätzlich zu den Zeitinformationen TM und der Datendatei EMD. Die Soll-Bauinformationen TI werden aus den Forminformationen erzeugt, die in den Arbeitsinformationen LG enthalten sind, d.h. Informationen der Datendatei EMD. Die Bildgebungsposition PL sind Informationen, die einen Ort angeben, an dem mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 das Bauobjekt OBP vor, während oder nach dem Bauvorhaben abgebildet hat. Die Bildgebungsposition PL wird auf der Grundlage der Position der Antennen 21 und 22 in den globalen Koordinaten erhalten, die durch die in 3 dargestellte Positionsdetektionsvorrichtung 23 detektiert werden. Die Haltungsinformationen SI sind Informationen, die die Haltung des Baggers 1 angeben, und sind in der vorliegenden Ausführungsform der Rollwinkel θr, der Nickwinkel θp und der Gierwinkel θy. Der Rollwinkel θr, der Nickwinkel θp und der Gierwinkel θy sind die Detektionswerte der IMU 24. Jedoch kann der Azimutwinkel θd, der durch die Positionsdetektionsvorrichtung 23 detektiert wird, anstelle des Gierwinkels θy verwendet werden. Zusätzlich können die Arbeitsinformationen LG eine Identifikationsnummer enthalten. Die Identifikationsnummer sind Informationen, die die Positionen von mindestens dem Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 und Informationen zur Identifizierung des Baggers 1, einschließlich der Bildgebungsvorrichtungen 30, die das Objekt abgebildet haben, angeben. Die Identifikationsnummer kann zum Beispiel eine IP-Adresse der Kommunikationsvorrichtung 25 sein. Ferner werden als die Identifikationsnummern eine Produktionsseriennummer von mindestens dem Paar Bildgebungsvorrichtungen und eine Körpernummer des Baggers 1 verwendet. Eine Ausführungsform ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Die in den Arbeitsinformationen LG enthaltenen Informationen sind nicht auf die vorstehend beschriebenen Informationen beschränkt. Zum Beispiel können die Arbeitsinformationen LG eine Bediener-ID zur Identifizierung des Bedieners des Baggers 1 aufweisen. Alle Informationen hinsichtlich der Arbeitsinformationen LG können möglicherweise nicht durch die Informationsbereitstellungseinheit 51B der Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 erzeugt werden. In der vorliegenden Ausführungsform kann die Informationsbereitstellungseinheit 51B die Arbeitsinformationen LG einschließlich der Zeitinformationen TM und der Datendatei EMD erzeugen und ausgeben. Andere Informationen als die Zeitinformationen TM und die Datendatei EMD werden beispielsweise von der Bauverwaltungsvorrichtung 57 bereitgestellt. In diesem Fall erfasst die Bauverwaltungsvorrichtung 57 die von der Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 erzeugten Soll-Bauinformationen TI und fügt die Soll-Bauinformationen TI zu den von der Informationsbereitstellungseinheit 51B erfassten Arbeitsinformationen LG hinzu. Außerdem erfasst die Bauverwaltungsvorrichtung 57 die Identifikationsnummer und die Bildgebungsposition PL über die Signalleitung 59 und fügt die erfassten Informationen den Arbeitsinformationen LG hinzu. Die Bauverwaltungsvorrichtung 57 überträgt die Arbeitsinformationen LG zweimal am Tag zu einem vorbestimmten Zeitpunkt, in der vorliegenden Ausführungsform an mindestens eine von der Verwaltungsvorrichtung 61 und dem mobilen Endgerät 64.
Wenn in der vorliegenden Ausführungsform mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 das Objekt abgebildet hat, erzeugt die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 die Arbeitsinformationen LG, die mindestens die Zeitinformation TM und die Datendatei EMD enthalten, und gibt diese aus und überträgt die Arbeitsinformationen LG über die Kommunikationsvorrichtung 25 außerhalb des Baggers 1. Die außerhalb des Baggers 1 übertragenen Arbeitsinformationen LG werden von der Verwaltungsvorrichtung 61 oder dem mobilen Endgerät 64 erfasst.
Wenn in der vorliegenden Ausführungsform der Bildgebungsschalter 32, der in 3 dargestellt ist, betätigt wird, bildet mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 das Objekt ab. Die Berechnungseinheit 51A der Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 wendet die Bildverarbeitung durch das Stereoverfahren auf die Bilder an, die durch die Bildgebungsvorrichtungen 30 abgebildet werden, um die Forminformationen zu erzeugen. Die Informationsbereitstellungseinheit 51B der Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 gibt die Arbeitsinformationen LG aus, in denen die Zeitinformationen an die Forminformationen angefügt sind. Die Arbeitsinformationen LG werden über die Bauverwaltungsvorrichtung 57 und die Kommunikationsvorrichtung 25 oder über die Kommunikationsvorrichtung 25 an mindestens eine von der Verwaltungsvorrichtung 61 und dem mobilen Endgerät 64 übertragen.
Um die Umgebung des Baggers 1 zu überwachen, veranlasst die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30, das Objekt zu jeder vorbestimmten Zeit, beispielsweise alle 10 Minuten, abzubilden. Zweidimensionale Bilder, die durch mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 aufgenommen werden, werden in der Speichereinheit der Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 gespeichert, und wenn eine bestimmte Informationsmenge angesammelt wird, werden die Informationen über die Kommunikationsvorrichtung an die Verwaltungsvorrichtung 61 übertragen. Die vorstehend beschriebenen zweidimensionalen Bilder können zu einem Zeitpunkt übertragen werden, zu dem die Arbeitsinformationen LG zu der Verwaltungsvorrichtung 61 übertragen werden, oder können zu der Verwaltungsvorrichtung 61 unmittelbar übertragen werden, wenn sie abgebildet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform erlaubt die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 eine dreidimensionale Messung unter Verwendung der Bildgebungsvorrichtungen 30 unter der Bedingung, dass die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 erkennt, dass die mehreren Bildgebungsvorrichtungen 30 aktiviert worden sind, dass die Signalleitung 59 nicht getrennt ist, dass der Ausgang der IMU 24 stabil ist und dass die Positionierung durch GNSS FIX (normal) ist. Wenn irgendeine der Zulassungsbedingungen nicht erfüllt ist, erlaubt die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 die dreidimensionale Messung unter Verwendung der Bildgebungsvorrichtungen 30 nicht, selbst wenn der Bildgebungsschalter 32 betätigt wird. Dass der Ausgang der IMU 24 stabil ist, bedeutet, dass sich der Bagger 1 in einem stationären Zustand befindet. Durch Vorsehen der vorstehend beschriebenen Bedingungen für die dreidimensionale Messung durch die Bildgebungsvorrichtungen 30 wird einer Minderung der Messgenauigkeit des Objekts entgegengewirkt. Die Zulassungsbedingungen sind Beispiele für das Steuersystem 50, um die dreidimensionale Messung zu erlauben. Das Steuersystem 50 kann irgendeine der Zulassungsbedingungen verwenden oder die Zulassungsbedingungen nicht verwenden.
12 ist ein Diagramm, das ein Beispiel darstellt, in dem die Datendatei EMD in einer Speichereinheit der Verwaltungsvorrichtung 61 gespeichert ist. Die von dem Bagger 1 übertragenen Arbeitsinformationen LG werden in der Speichereinheit der Verwaltungsvorrichtung 61 gespeichert. Wenn die Arbeitsinformationen LG an das mobile Endgerät 64 übertragen werden, können die Arbeitsinformationen LG in der Speichereinheit des mobilen Endgeräts 64 gespeichert werden.
In der Speichereinheit der Verwaltungsvorrichtung 61 wird jede Zeitinformation TM und die Datendatei EMD in einer korrelierten Weise gespeichert, wie in einer Datentabelle TB von 12 dargestellt ist. Die Datentabelle TB wird jedes Mal aktualisiert, wenn die Verwaltungsvorrichtung 61 eine neue Zeitinformation TM und eine neue Datendatei EMD erfasst. Ein Element der Informationen mit der gleichen Nummer, die der Datendatei EMD angefügt werden, stellen Forminformationen des gleichen Ortes auf der Arbeitsstelle dar. Die Verwaltungsvorrichtung 61 kann unter Verwendung der in der Datentabelle TB enthaltenen Datendatei EMD Informationen erzeugen, die einen aktuellen Zustand der Baustelle angeben (im Folgenden gegebenenfalls als aktuelle Zustandsinformation bezeichnet). In diesem Fall werden, wenn die an die Datendateien EMD angefügten Nummern die gleichen sind, aktuelle Zustandsinformationen unter Verwendung der neuesten Datendatei EMD erzeugt. Ob eine Datendatei die neueste Datendatei EMD ist, wird durch die Zeitinformationen TM bestimmt, die der Datendatei EMD zugeordnet sind. Beispielsweise in Einem Fall, bei dem zwei Datendateien EMD1 vorhanden sind, vergleicht die Verwaltungsvorrichtung 61 die Zeitinformationen TM, die jeder Datendatei EMD1 entsprechen, und erzeugt aktuelle Zustandsinformationen unter Verwendung einer neueren Datendatei EMD1. Auf diese Weise kann die Verwaltungsvorrichtung 61 die neuesten aktuellen Zustandsinformationen erzeugen.
Die Verwaltungsvorrichtung 61 gibt Informationen über die aktuelle Topographie der gesamten Baustelle des Baggers 1 aus, nämlich die aktuellen Zustandsinformationen, unter Verwendung der Forminformationen, zu denen die Zeitinformationen TM hinzugefügt werden, genauer gesagt, unter Verwendung der Datendatei EMD. Zum Beispiel erzeugt die Verwaltungsvorrichtung 61 die aktuellen Zustandsinformationen über die gesamten Baustelle des Baggers 1 durch Sammeln und Kombinieren über die gesamte Baustelle der jeweiligen Datendateien EMD, denen die neuesten Zeitinformationen TM hinzugefügt werden, und gibt diese aus. Die aktuellen Zustandsinformationen über die gesamte Baustelle werden beispielsweise auf der Anzeigevorrichtung 67 der Verwaltungseinrichtung 60 angezeigt und auch beispielsweise auf dem mobilen Endgerät 64 angezeigt.
Die aktuellen Zustandsinformationen der gesamten Baustelle können unter Verwendung des Bauergebnisses durch den Bagger 1 erzeugt werden oder können unter Verwendung des Bauergebnisses durch die andere Arbeitsmaschine 70 erzeugt werden. Zusätzlich können die aktuellen Zustandsinformationen der gesamten Baustelle unter Verwendung eines Bauergebnisses erzeugt werden, das weder von dem Bagger 1 noch von der anderen Arbeitsmaschine 70 abhängt, beispielsweise ein Ergebnis der Arbeit, die durch den Bediener mit einem Löffel oder dergleichen ausgeführt wurde. In der vorliegenden Ausführungsform können die aktuellen Zustandsinformationen der gesamten Baustelle einfach unter Verwendung von mindestens einem von dem Bauergebnis durch den Bagger 1, dem Bauergebnis durch die andere Arbeitsmaschine 70 und dem Bauergebnis, das nicht von dem Bagger 1 und der anderen Arbeitsmaschine 70 abhängt, erzeugt werden. Zumindest eine von der Bauverwaltungsvorrichtung 57 des Baggers und dem mobilen Endgerät 64 kann die aktuellen Zustandsinformationen der gesamten Baustelle erzeugen und ausgeben.
13 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem Bauobjekt OBPt der gesamten Baustelle und einem der Datendatei EMD entsprechenden Bereich darstellt. 13 veranschaulicht ein Beispiel, in dem Bereiche, die den neuesten Dateien EMD1, EMD2, ... und EMDm entsprechen, in dem Bauobjekt OBPt der gesamten Baustelle angezeigt werden. Die Bereiche, die den Datendateien EMD1, EMD2 und EMDm entsprechen, sind Bereiche, die durch die dreidimensionalen Positionsinformationen spezifiziert sind, die in den Datendateien EMD1, EMD2, ... und EMDm enthalten sind.
Zum Beispiel erzeugt die Verwaltungsvorrichtung 61 Informationen, die die Bereiche, die den Dateien EMD1, EMD2 und EMDm entsprechen, auf dem Bauobjekt OBPt der gesamten Baustelle überlagern. Dann zeigt die Verwaltungsvorrichtung 61 die erzeugten Informationen beispielsweise auf der Anzeigevorrichtung 67 in der Verwaltungseinrichtung 60 an. Dabei werden die neuesten Datendateien EMD1, EMD2, ... und EMDm im Bauobjekt OBPt angezeigt und somit wird die aktuelle Situation der Baustelle angezeigt. Die Verwaltungseinrichtung 61 kann die aktuelle Situation der Baustelle erfassen, indem sie die Datendateien EMD, in denen Elemente der Zeitinformationen TM gleich sind oder als gleich anzusehen sind, kombiniert. Die Tatsache, dass Zeitinformationen TM als gleich betrachtet werden, bedeutet, dass die Datendateien EMD, die mit den Elementen der Zeitinformationen TM innerhalb eines vorbestimmten Zeitbereichs korreliert werden, so behandelt werden, als ob sie zur selben Zeit erhalten werden. In einem Fall, in dem beispielsweise ein Bereich auf einen Bereich von 9 Uhr morgens bis 17 Uhr abends eingestellt ist, werden die Datendateien EMD mit den Elementen der Zeitinformationen TM, die innerhalb dieses Zeitbereichs eines bestimmten Tages fallen, so behandelt, als wären sie zur gleichen Zeit erhalten worden, und in einem Fall, in dem der Tag der Woche verschieden ist, werden die Datendateien EMD als zu einem anderen Zeitpunkt erhalten behandelt.
14 ist eine Ansicht, in der Änderungen des Bauobjekts OBPt der gesamten Baustelle in einer Zeitreihe angeordnet sind. Die Zeit t = ts gibt einen Zustand an, bevor mit dem Bauvorhaben auf der Baustelle begonnen wird. Zum Zeitpunkt t = t1 wird ein Bereich OBPf1 des Bauobjekts OBPt gebaut. Da der Bereich OBPf1 durch die Forminformationen zum Zeitpunkt t = t1, d.h. die in der Datendatei EMD enthaltenen dreidimensionalen Informationen, spezifiziert wird, kann der Zustand der gesamten Baustelle zum Zeitpunkt t = t1 durch Überlagerung der Bereichs OBPf1 auf dem Bauobjekt OBPt vor dem Bauen erhalten werden.
Zum Zeitpunkt t = t2 werden zusätzlich zu dem Bereich OBPf1 ferner ein Bereich OBPf2 und ein Bereich OBPf3 des Bauobjekts OBPt gebaut. Da der Bereich OBPf2 und der Bereich OBPf3 durch die Forminformationen zum Zeitpunkt t = t2, d.h. die in der Datendatei EMD enthaltenen dreidimensionalen Informationen, spezifiziert sind, kann der Zustand der gesamten Baustelle zum Zeitpunkt t = t2 erfasst werden, indem der Bereich OBPf2 und der Bereich OBPf3 dem Bauobjekt OBP vor dem Bauvorhaben überlagert werden. Da der Bereich OBPf1 bereits zum Zeitpunkt t = t2 gebaut wurde, kann zum Zeitpunkt t = t2 kein Erfassen der dem Bereich OBPf1 entsprechenden Forminformationen, d.h. der dem Bereich OBPf1 entsprechenden Datendatei EMD, erforderlich. In einem Fall, in dem die Datendatei EMD, die dem Bereich OBPf1 entspricht, nicht erhalten wurde, sind die Informationen zum Zeitpunkt t = t1 die letzten für den Bereich OBPf1.
Zum Zeitpunkt t = t2 wird der Bereich OBPf1 zum Zeitpunkt t = t1 zusammen mit dem Bereich OBPf2 und dem Bereich OBPf3 dem Bauobjekt OBPt vor dem Bauvorhaben überlagert. In einem Fall, in dem die dem Bereich OBPf1 entsprechenden Forminformationen, d.h. die dem Bereich OBPf1 entsprechende Datendatei EMD, zum Zeitpunkt t = t2 erhalten wurde, wird der Bereich OBPf1 basierend auf der letzten Datendatei EMD zusammen mit dem Bereich OBPf2 und dem Bereich OBPf3 dem Bauobjekt OBPt vor dem Bauvorhaben überlagert.
Die Verwaltungsvorrichtung 61 erzeugt Elemente der aktuellen Zustandsinformationen des gesamten Bauobjekts OBPt in der Reihenfolge der Zeit t = ts, t1 und t2 und veranlasst die Anzeigevorrichtung 67 in der Verwaltungseinrichtung 60, die erzeugten aktuellen Zustandsinformationen als dreidimensionale Bilder zu zeigen. In diesem Fall kann die Verwaltungsvorrichtung 61 die aktuellen Zustandsinformationen jedes Mal per Frame-Fortschritt anzeigen. Durch eine solche Anzeige kann ein Manager den täglichen Baufortschritt leicht nachvollziehen. Das mobile Endgerät 64 kann auf die Verwaltungsvorrichtung 61 über die Kommunikationsleitung NTW zugreifen, um die aktuellen Zustandsinformationen zu erfassen und die aktuellen Zustandsinformationen auf dem Bildschirm anzuzeigen. Mit einer solchen Anzeige kann der Bediener auf der Baustelle, der nicht in der Verwaltungseinrichtung 60 ist, den täglichen Baufortschritt leicht erfassen.
15 und 16 sind Ansichten, die ein Beispiel zum Erhalten einer Menge an abgetragener Erdmenge oder einer aufgeschütteten Erdmenge aus einer Differenz der Forminformationen, die zu verschiedenen Zeiten erhalten werden, veranschaulichen. In der vorliegenden Ausführungsform wird die abgetragene Erdmenge oder die aufgeschüttete Erdmenge auf der Grundlage der Elemente der Forminformationen erhalten, die zu verschiedenen Zeiten erhalten wird. Man nehme an, dass das Bauobjekt OBP zum Zeitpunkt t = ts vor dem Bauvorhaben erstellt wird und ein Objekt OBPf nach dem Bauvorhaben erhalten wird. In dem globalen Koordinatensystem (Xg, Yg, Zg) ist die Differenz zwischen der Zg-Koordinate der zum Zeitpunkt t = tf nach dem Bauvorhaben erhaltenen Forminformationen und der Zg-Koordinate der zum Zeitpunkt t = ts vor dem Bauvorhaben erhaltenen Forminformationen ΔD ist. Ein Fall, in dem die Differenz ΔD negativ ist, gibt einen Fall an, in dem Erde abgetragen wird, und ein Fall, in dem die Differenz ΔD positiv ist, gibt einen Fall an, in dem die Erde aufgeschüttet wird. Durch Multiplizieren der Differenz ΔD mit einer Dimension in einer Xg-Richtung und einer Dimension in einer Yg-Richtung des gebauten Bereichs wird die abgetragene Erdmenge oder die aufgeschüttete Erdmenge des Bauobjekts OBP erhalten (in der vorliegenden Ausführungsform wird die Erdmenge durch Volumen erfasst). In der vorliegenden Ausführungsform kann die abgetragene Erdmenge oder die aufgeschüttete Erdmenge nicht nur durch den Bagger 1, sondern auch durch die andere Arbeitsmaschine 70 auf der Grundlage der Forminformationen erhalten werden, die zu unterschiedlichen Zeiten erfasst werden.
Indem auf diese Weise die Datendatei EMD als die Forminformationen mit den Zeitinformationen TM korreliert wird, können verschiedene Informationsarten bezüglich des Bauvorhabens der Baustelle erhalten werden. Die Verarbeitung zur Erzeugung der aktuellen Zustandsinformation, indem die Datendatei EMD und der Zeitinformationen TM verwendet wird und die aufgeschüttete Erdmenge oder die entfernte Erdmenge erhalten werden, kann durch die Verwaltungsvorrichtung 61, das mobile Endgerät 64 und die Bauverwaltungsvorrichtung 57 des Baggers 1 durchgeführt werden. Ein jedes von der Verwaltungsvorrichtung 61, dem mobilen Endgerät 64 und der Bauverwaltungsvorrichtung 57 des Baggers 1 führt die vorstehend erwähnte Verarbeitung aus und kann ein Ergebnis über die Kommunikationsleitung NTW an eine andere Vorrichtung übermitteln. Das Ergebnis der vorstehend beschriebenen Verarbeitung kann an nicht nur auf Kommunikation angewendet werden, sondern auch in einer Speichervorrichtung gespeichert werden und dann zu anderen Vorrichtungen geleitet werden. Als Nächstes werden die Soll-Bauinformationen beschrieben.
<Soll-Bauinformationen>
17, 18 und 19 sind Ansichten zur Beschreibung von Soll-Bauinformationen, die von dem Steuersystem 50 der Arbeitsmaschine nach der ersten Ausführungsform erzeugt werden. In der vorliegenden Ausführungsform verwendet die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52, die in 3 dargestellt ist, Forminformationen, die durch die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 erzeugt werden, um Soll-Bauinformationen, genauer gesagt, Positionsinformationen einer Soll-Form zu erhalten, wenn das Bauobjekt OBP gebaut wird. In der vorliegenden Ausführungsform ändert die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 die Position der Oberfläche OBS und erhält Soll-Bauinformationen durch Verarbeiten der Informationen, die in den Forminformationen enthalten ist, und Anzeigen der Position auf der Oberfläche OBS des Bauobjekts OBP, wie in 11 und 12 veranschaulicht ist.
Das in 17 dargestellte Beispiel veranschaulicht ein Baubeispiel, in dem ein Entfernungsbereich ΔDPt von der Oberfläche OBS des Bauobjekts OBP entfernt wird. 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 Bauobjekts OBP um den Abstand ΔDPt erhalten wird. In der vorliegenden 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 um den Abstand ΔDPt erniedrigten Position. 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 vorliegenden Ausführungsform die Datendatei EMD, von der Detektionsverarbeitungsvorrichtung 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.
Das Beispiel in 18 stellt ein Baubeispiel zum Einbau eines Objekts, wie etwa Erde, Sand oder Gestein, in einem Entfernungsbereich ΔADt von der Oberfläche OBS des Bauobjekts 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 Bauobjekts OBP um die Entfernung ΔADt erhalten wird. In der vorliegenden 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 Detektionsverarbeitungsvorrichtung 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.
Auf diese Weise ist das in den 17 und 18 dargestellte Bauvorhaben ein Bauvorhaben zum Ändern (Versetzen) der Oberfläche OBS des Objekts OBP auf die feste Tiefe (ΔDpt) oder die feste Höhe (ΔADt). Außerdem kann das Steuersystem 50 beispielsweise auf ein Bauvorhaben angewendet werden, um einen Gradienten mit einer vorbestimmten Neigung zu der Oberfläche OBS des Bauobjekts OBP bereitzustellen. Ein solches Bauvorhaben wird durchgeführt, um die Topographie nach dem Bauvorhaben gut drainiert zu machen. Nachdem die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 die Forminformationen auf der Grundlage der Bilder erzeugt hat, die durch mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 abgebildet 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 einem vorbestimmten Gradienten 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 Bauobjekts OBP anzeigt, die in den Forminformationen enthalten ist, um dadurch die Soll-Bauinformation zu erhalten.
In einem Fall, in dem die Baustelle groß ist, können Bauobjekte OBPa und OBPb, die durch mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 aufgenommen werden, ein Teile des Bauobjekts OBPt der gesamten Baustelle sein, wie in 19 dargestellt ist. Die Bereiche OBPta und OBPtb mit Positionen Pta und Ptb, die von den Positionen Pra und Prb auf der Oberfläche der Bauobjekte OBPa und OBPb als festgelegte Soll-Bauinformationen erhalten werden, werden ebenfalls zu Informationen über Teile der gesamten Baustelle. Die Bauverwaltungsvorrichtung 57 kann die aus dem Bauobjekt OBP zu entfernende Erdmenge oder die auf dem Bauobjekt OBP aufzuschüttende Erdmenge unter Verwendung der Differenz zwischen den Forminformationen und den aus den Forminformationen erhaltenen Soll-Bauinformationen bestimmen.
In einem Fall, in dem die Bauverwaltungsvorrichtung 57 beispielsweise in der außerhalb des Baggers 1 vorgesehenen Verwaltungsvorrichtung 61 vorgesehen ist, erhält die Bauverwaltungsvorrichtung 57 die Forminformationen von dem Bagger 1 über die Kommunikationsvorrichtung 25. Die Bauverwaltungsvorrichtung 57 erhält die Erdmenge, die von dem Bauobjekt OBP zu entfernen ist, oder die Erdmenge, die auf dem Bauobjekt OBP aufzuschütten, unter Verwendung der Differenz zwischen den erfassten Forminformationen und den aus den Forminformation erhaltenen Soll-Bauinformationen. In diesem Fall erhält die Bauverwaltungsvorrichtung 57 die Forminformationen von dem Bagger 1 und erzeugt die Soll-Bauinformationen. Die Bauverwaltungsvorrichtung 57 kann die Forminformationen und die Soll-Bauinformationen von dem Bagger 1 erhalten und die Erdmenge, die von dem Bauobjekt OBP zu entfernen ist, oder die Erdmenge, die an dem Bauobjekt OBP aufzuschütten ist, erhalten.
Nachdem die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 die Soll-Bauinformationen erzeugt hat, speichert die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 die Soll-Bauinformationen in ihrer eigenen Speichereinheit. Die in der Speichereinheit der Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 gespeicherten Soll-Bauinformationen werden als ein Soll-Wert verwendet, wenn die Arbeitseinheitssteuervorrichtung 56 die Arbeitseinheitssteuerung ausführt. In der vorliegenden Ausführungsform steuert die Arbeitseinheitssteuervorrichtung 56 das Arbeitsgerät 2 des Baggers 1 derart, dass das Arbeitsgerät 2, genauer gesagt die Schneidkante 8BT des Löffels 8, mit den Soll-Bauinformationen übereinstimmt. Mit anderen Worten, die Arbeitseinheitssteuervorrichtung 56 bewegt die Schneidkante 8BT des Löffels 8 entlang der zu erzielenden Form, wenn das Bauobjekt gebaut wird, wobei die Form durch die Soll-Bauinformationen angegeben wird. Die Bauverwaltungsvorrichtung 57 kann die Soll-Bauinformationen, die von der Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 erzeugt werden, von der Kommunikationsvorrichtung 25 an mindestens eines von der Verwaltungsvorrichtung 61, dem mobilen Endgerät 64 und der anderen Arbeitsmaschine 70, die in 3 dargestellt sind, übertragen. Als Nächstes wird ein Verarbeitungsbeispiel eines Formmessverfahrens und eines Bauverwaltungsverfahrens nach der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
<Verarbeitungsbeispiel des Formmessverfahrens und des Bauverwaltungsverfahrens nach der ersten Ausführungsform>
20 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verarbeitungsbeispiel eines Formmessverfahrens und eines Bauverwaltungsverfahrens nach der ersten Ausführungsform darstellt. Der Bagger 1 mit dem Steuersystem 50 führt ein Formmessverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform aus. Insbesondere erhält das Steuersystem 50 die Forminformationen des Bauobjekts OBP und erzeugt die Soll-Bauinformationen aus den erhaltenen Forminformationen. Das Steuersystem 50 veranlasst dann, dass das Arbeitsgerät 2 den erhaltenen Soll-Bauinformationen entspricht. Das Bauverwaltungssystem 100, in der vorliegenden Ausführungsform die Verwaltungsvorrichtung 61, führt das Bauverwaltungsverfahren nach der Ausführungsform aus.
Wenn der Bildgebungsschalter 32, der in 3 dargestellt ist, durch den Bediener betätigt wird, wird der Bildgebungsbefehl zur Veranlassung der Bildgebungsvorrichtung 30, das Bauobjekt OBP abzubilden, von dem Bildgebungsschalter 32 in die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 des Steuersystems 50 eingegeben. Wenn der Bildgebungsbefehl empfangen wurde, veranlasst die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51, mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30, das Bauobjekt OBP im Schritt S101 abzubilden. Im Schritt S102 wendet die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 die Bildverarbeitung durch das Stereoverfahren auf die Bilder an, die durch mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 abgebildet werden, um die Position (dreidimensionale Position) des Bauobjekts OBP zu erhalten, und erzeugt die Forminformationen des Bauobjekts OBP unter Verwendung der erhaltenen Position des Bauobjekts OBP. Die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 veranlasst mindestens eine von ihrer eigenen Speichereinheit und der Speichereinheit 57M der Bauverwaltungsvorrichtung 57, die erzeugten Soll-Bauinformationen zu speichern. Das Verfahren zur Erzeugung von Forminformation ist wie vorstehend beschrieben.
Im Schritt S103 erfasst die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 die Forminformationen von der Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 und erzeugt die Soll-Bauinformationen. Die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 veranlasst mindestens eine von ihrer eigenen Speichereinheit und der Speichereinheit 57M der Bauverwaltungsvorrichtung 57 die erzeugten Soll-Bauinformationen zu speichern. Das Verfahren zur Erzeugung der Soll-Bauinformationen ist wie vorstehend beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform überträgt die in 3 dargestellte Bauverwaltungsvorrichtung 57 die Arbeitsinformationen LG einschließlich der im Schritt S102 erhaltenen Forminformationen und der im Schritt S102 erhaltenen Soll-Bauinformationen zu mindestens einem von der Verwaltungsvorrichtung 61 und dem mobilen Endgerät 64.
Im Schritt S104 baut der Bagger 1 das Bauobjekt OBP. Zu diesem Zeitpunkt führt die Arbeitseinheitssteuervorrichtung 56 die Arbeitseinheitssteuerung aus. Mit anderen Worten, zum Zeitpunkt des Bauvorhabens des Bauobjekts OBP bewegt die Arbeitseinheitssteuervorrichtung 56 die Schneidkante 8BT des Löffels 8 entlang der angestrebten Form, wobei die Form durch die Soll-Bauinformationen angegeben wird.
In der vorliegenden Ausführungsform führt der Bagger 1 das Bauvorhaben durch, indem er die Arbeitseinheitssteuerung auf der Grundlage der Soll-Bauinformationen ausführt. Auf der Baustelle führt der Bediener manchmal einen Aushub und dergleichen von Hand durch, wobei er ein Arbeitsgerät, wie etwa eine Schaufel, verwendet. In einem solchen Fall kann der Bediener die Soll-Bauinformationen bestätigen, die von dem Bagger 1 übertragen und von dem mobilen Endgerät 64 erfasst wurden, und ein Bauvorhaben, wie etwa einen Aushub, durchführen.
Wenn das Bauvorhaben abgeschlossen ist, veranlasst die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 im Schritt S105 mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30, das Bauobjekt OBP nach dem Bauvorhaben abzubilden, und erzeugt die Forminformationen unter Verwendung der erhaltenen Bilder. Als Nächstes überträgt die Bauverwaltungsvorrichtung 57 im Schritt S106 die Forminformationen nach dem Bauvorhaben, die von der Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 erzeugt wurden, über die Kommunikationsvorrichtung 25, die in 3 dargestellt ist, 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, die die Forminformationen nach dem Bauvorhaben erfasst hat, kann die Forminformationen nach dem Bauvorhaben an das in 3 dargestellte mobile Endgerät 64 übertragen. In dem Ablaufdiagramm, das das Verarbeitungsbeispiel des in 20 veranschaulichten Bauverfahrens darstellt, können die Schritte S106 und S107 möglicherweise nicht ausgeführt werden.
Da in der vorliegenden Ausführungsform die Zeitinformationen TM zu den Forminformationen hinzugefügt werden, kann mindestens eine von der Verwaltungsvorrichtung 61 und dem mobilen Endgerät 64 Elemente der Forminformationen vor und nach dem Bauvorhaben über eine vorbestimmte Baustelle, die von dem Steuersystem 50 übertragen wurden, auf dem Bildschirm mindestens einer von der Anzeigevorrichtung 67 und der Anzeigevorrichtung dem mobilen Endgerät 64 angezeigt, um dadurch den Baufortschritt anzuzeigen. Außerdem wird der tägliche Baufortschritt in einer leicht verständlichen Weise durch mindestens eines von der Verwaltungsvorrichtung 61 und dem mobilen Endgerät 64 angezeigt, indem sie veranlasst, dass der Bildschirm mindestens einer der Anzeigevorrichtungen, die in der Anzeigevorrichtung 67 und dem mobilen Endgerät 64 enthalten sind, Elemente der Forminformationen über die Baustelle in einer Zeitreihe anzeigen; die Elemente der Forminformationen per Rahmenvorschub anzeigen; oder einen numerischen Wert einer Koordinate einer Position Pr anzeigen. In einem Fall, in dem die Bauverwaltungsvorrichtung 57 des Baggers 1 Elemente von Forminformationen der Baustelle in Zeitreihen von der Verwaltungsvorrichtung 61 erhalten kann, kann die Bauverwaltungsvorrichtung 57 des Baggers 1 die Elemente der Forminformationen über die Baustelle auf dem Bildschirm 58D der Anzeigevorrichtung 58 in Zeitreihen anzeigen. Mit anderen Worten, mindestens eines von der Verwaltungsvorrichtung 61, dem mobilen Endgerät 64 und der Bauverwaltungsvorrichtung 57 weist eine Anzeigevorrichtung auf, die in Zeitreihen Elemente von Topographieinformationen über die gesamte Baustelle der Arbeitsmaschine unter Verwendung mehrerer Elemente der Forminformationen, an die die Zeitinformationen angefügt sind, anzeigt.
In der vorliegenden Ausführungsform kann die Bauverwaltungsvorrichtung 57 nicht nur die Forminformationen nach dem Bauvorhaben, sondern auch die Soll-Bauinformationen über die Kommunikationsvorrichtung 25 zu mindestens einem von der Verwaltungsvorrichtung 61 und dem mobilen Endgerät 64 übertragen. In einem Fall, in dem die Forminformationen nach dem Bauvorhaben und die Soll-Bauinformationen von dem Bagger 1 nur zu der Verwaltungsvorrichtung 61 übertragen werden, kann die Verwaltungsvorrichtung 61 die Forminformationen nach dem Bauvorhaben und die Soll-Bauinformationen über die Kommunikationsvorrichtung 62 zu dem mobilen Endgerät 64 übertragen. Durch eine solche Übertragung kann mindestens eines von der Verwaltungsvorrichtung 61 oder dem mobilen Endgerät 64 die Forminformationen nach dem Bauvorhaben und die Soll-Bauinformationen auf dem Bildschirm der Anzeigevorrichtung 67 nebeneinander oder in einer überlagerten Weise anzeigen, und daher kann der Manager oder dergleichen den Baufortschritt schnell und einfach bestätigen.
<Modifikation des Verfahrens zum Detektieren des Objekts>
Ein modifiziertes Beispiel eines Verfahrens zum Detektieren eines Objekts durch mindestens ein Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 des Baggers 1 wird beschrieben. Zumindest das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 ist an einem Schwenkkörper 3 des Baggers 1 angebracht. Eine Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 kann Forminformationen der gesamten Umgebung des Baggers 1 erfassen, wenn mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 das Objekt abbildet, während der Schwenkkörper 3 schwenkt.
In einem Fall, in dem mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 das Objekt abbildet, während der Schwenkkörper 3 schwenkt, kann die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 das Schwenken des Schwenkkörpers 3 zum Zeitpunkt der Bildgebung anhalten. In diesem Fall schwenkt der Schwenkkörper 3 intermittierend. In einem Fall, in dem mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 das Objekt abbildet, während der Schwenkkörper 3 kontinuierlich schwenkt, wird die Bildgebung wie folgt durchgeführt.
In dem Fall, in dem mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 das Objekt abbildet, während der Schwenkkörper 3 kontinuierlich schwenkt, beginnt mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 gleichzeitig mit dem Schwenken des Schwenkkörpers 3 abzubilden und beendet die Bildgebung, wenn das Schwenken gestoppt wird. Dann kann die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 eine Bildverarbeitung in einem Stereoverfahren auf der Grundlage der Bilder anwenden, die während des Schwenkens des Schwenkkörpers 3 erfasst werden, um die Forminformationen zu erhalten. In diesem Fall empfängt die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 z.B. ein Signal oder ein elektrisches Signal, das eine Änderung eines Vorsteuerdrucks anzeigt, der gemäß einer Betätigung einer Betätigungsvorrichtung 35 zur Veranlassung eines Schwenkens des Schwenkkörpers 3 ausgegeben wird, bestimmt den Zeitpunkt des Starts und des Stopps des Schwenkens des Schwenkkörpers 3 und bewirkt, dass mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 eine Bildgebung durchführt.
In einem Fall, in dem eine dreidimensionale Messung durch Abbilden des Objekts durch die Bildgebungsvorrichtungen 30 während des Schwenkens des Schwenkkörpers 3 ausgeführt wird, erzeugt die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 jedes Mal, wenn ein Verschluss der Bildgebungsvorrichtung 30 ausgelöst wird, Zeitinformationen TM und assoziiert die Zeitinformationen TM mit dem abgebildeten Bild. Ferner kann die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 die Zeit, zu der das Schwenken des Schwenkkörpers 3 gestartet wird, oder die Zeit, zu der das Schwenken gestoppt wird, als die Zeitinformation TM einstellen.
Da das Steuersystem 50 jedes Element der Forminformationen über das Objekt, das durch mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 abgebildet wird, mit den Zeitinformationen korreliert, wenn die Forminformationen erhalten werden, kann ein aktueller Zustand einer Baustelle erhalten werden, indem die Elemente der Forminformationen auf der Grundlage der Zeitinformationen kombiniert werden.
Die Arbeitsmaschine, wie etwa der Bagger 1, führt oft ein Bauvorhaben auf einer komplexen Topographie durch und ist oft in Bezug auf das von den Bildgebungsvorrichtungen 30 abzubildende Objekt stark geneigt. In einem Fall, in dem das Objekt an der gleichen Stelle zu unterschiedlichen Zeitpunkten abgebildet wird, wird auch angenommen, dass sich aufgrund der Ausführung des Bauvorhabens und dergleichen eine Neigung des örtlichen Bodens ändert. Da das Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 zuverlässig an dem Bagger 1 angebracht ist, so dass die relative Positionsbeziehung zueinander nicht verschoben wird, während der Bagger 1 arbeitet, werden die Halterungen des einen Paars Bildgebungsvorrichtungen 30 entsprechend der Haltung des Baggers 1 kaum verändert.
In der vorliegenden Ausführungsform erhält das Steuersystem 50 die Forminformationen unter Verwendung der Haltung des Baggers. Zu diesem Zeitpunkt wandelt das Steuersystem 50 die dreidimensionalen Positionsinformationen, die durch die Bildgebungsvorrichtung 30 erhalten werden, in dreidimensionale Informationen in dem globalen Koordinatensystem unter Verwendung des Detektionswerts der IMU 24 und des Azimuts des Baggers, der aus der Position des Baggers 1 erhalten wird, die durch die Positionsdetektionsvorrichtung 23 erfasst wird, um. Die dreidimensionalen Positionsinformationen nach der Umwandlung werden zu Forminformationen. Mit einer solchen Verarbeitung wird dem Einfluss der Neigung des Baggers 1 entgegengewirkt und ein Vergleich der Topographien vor dem Bauvorhaben und danach kann mit den durch das Steuersystem 50 erhaltenen Forminformationen geeignet durchgeführt werden.
Das Steuersystem 50 kann die Forminformationen über die Arbeitsstelle, insbesondere die dreidimensionalen Positionsinformationen über die Arbeitsstelle, durch Abbilden der Arbeitsstelle durch die Bildgebungsvorrichtungen 30 erfassen. Da das Steuersystem 50 in dem Bagger 1 vorgesehen ist, kann das Steuersystem 50 die Forminformation erhalten, während es zu verschiedenen Orten in der Arbeitsstelle bewegt wird. Eine Situation der Arbeitsstelle und eine Änderung der Situation der Arbeitsstelle können durch Kombinieren mehrerer Elemente der Forminformationen, die in der zuvor erwähnten Weise auf der Grundlage der Zeitinformationen erhalten wurden, erfasst werden. Infolgedessen verwaltet die Verwaltungsvorrichtung 61 die Baubedingungen, indem sie ein Detektionsergebnis verwendet, das durch den Bagger 1 als eine Arbeitsmaschine erhalten wird, die aufweist: das mindestens eine das Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 als Detektionsvorrichtungen dienend, um die Position des Objekts zu detektieren; und die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51.
Beispielsweise kann die Verwaltungsvorrichtung 61 einen Bauzustand der Baustelle in einem Bereich erhalten, der als gleichzeitig angesehen werden kann, indem sie eine Vielzahl von verschiedenen Elementen der innerhalb des Bereichs erhaltenen Forminformationen extrahiert und kombiniert, die als gleichzeitig betrachtet werden können. Der Fortschritt des Bauvorhabens wird beispielsweise durch Erhalten mehrerer Bauzustände der Baustelle innerhalb des Bereichs, der als derselbe betrachtet werden kann, erfasst. Wie vorstehend beschrieben, kann somit die Verwaltungsvorrichtung 61 die Baubedingungen der Baustelle verwalten, an der die Arbeitsmaschine mit einer Bildgebungsvorrichtung 30 und einer Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 und eine Arbeitsmaschine, die die Bildgebungsvorrichtung 30 und eine Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 nicht aufweist, nebeneinander vorhanden sind. In einem Fall, in dem es einen Bagger 1 mit dem Steuersystem 50 an einer Arbeitsstelle gibt, kann der Bagger 1 die Forminformationen nicht nur seines eigenen Bauobjekts, sondern auch eines Bauobjekts einer anderen Arbeitsmaschine erzeugen und somit kann eine der Fortschritt auf der gesamten Baustelle verwaltet werden und es kann die Erzielung der Arbeitsmenge verwaltet werden.
Das Steuersystem 50 detektiert ein Bauobjekt unter Verwendung von mindestens einem Paar Bildgebungsvorrichtungen 30, die in dem Bagger 1 vorgesehen sind, erhält die Forminformationen über das Bauobjekt aus mindestens einem Bilderpaar, die einem Detektionsergebnis entsprechen, und erhält die Forminformationen, d.h. Informationen über eine angestrebte Form zum Zeitpunkt des Erbauens des Objekts. Daher beseitigt das Steuersystem 50 die Notwendigkeit einer Arbeit, bei der ein Arbeiter eine Form eines Objekts durch Vermessen eines Bauobjekts unter Verwendung eines Vermessungsinstruments oder dergleichen auf einer Baustelle erhält, und beseitigt auch die Notwendigkeit einer Arbeit zum Erzeugen einer Soll-Form auf der Grundlage des erhaltenen Bauobjekts, mit anderen Worten einer Arbeit, um Informationen über die Soll-Form zu entwerfen. Infolgedessen kann das Steuersystem 50 den Aufwand der Vermessung der aktuellen Topographie des Bauobjekts und den Aufwand des Erfassens der angestrebten Form zum Zeitpunkt des Erbauens des Bauobjekts verringern. So lange die Bildgebungsvorrichtung 50 das Abbilden durchführen kann, kann das Steuersystem 50 die Soll-Bauinformationen sogar eines Ortes erzeugen, an dem eine Vermessung unter Verwendung eines Vermessungsinstruments oder dergleichen kaum vermessen werden kann, und daher können ein Bauvorhaben, das durch eine Arbeitsmaschine durchgeführt wird, und ein Bauvorhaben, wie etwa ein manueller Aushub durch den Bediener, effizienter realisiert werden. Da ferner das Vermessen des Bauobjekts durch das Steuersystem 50 durchgeführt werden kann, wird die Belastung auf einen Arbeiter, der die Vermessung auf der Baustelle durchführt, verringert.
In einem Fall, in dem die Soll-Bauinformationen des Bauobjekts 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, insbesondere zu einem zu bauenden Ort, um das Bauvorhaben durch die Arbeitsmaschine durchzuführen. Der Bagger 1 mit dem Steuersystem 50 weist mindestens ein Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 auf und bildet das zu bauende Bauobjekt durch das mindestens eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 ab und erzeugt die Soll-Bauinformationen auf der Grundlage eines Bildgebungsergebnisses. Der Bagger 1 fungiert somit als Vermessungsinstrument und auch als Entwurfswerkzeug. Mit anderen Worten, da die Soll-Bauinformationen über das Bauobjekt am Ort des Bauvorhabens erzeugt werden können, muss die Arbeitsmaschine nicht zu dem von nun an zu bauenden Ort bewegt werden. Infolgedessen können die Fahrzeit und eine Entwurfszeit verkürzt werden und somit die Arbeitseffizienz verbessert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform erzeugt das Steuersystem des Baggers 1 die Forminformationen, aber die Verwaltungsvorrichtung 61 kann auch die Forminformationen erzeugen. In diesem Fall werden ein Ergebnis, das durch Anwenden der Bildverarbeitung durch das Stereoverfahren auf die Bilder erhalten wird, die durch das Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 aufgenommenen wurden, Informationen, die die Haltung des Baggers 1 angeben, eine Position des Baggers 1 im globalen Koordinatensystem und andere Forminformationen über die Kommunikationsvorrichtung 25 an die Verwaltungsvorrichtung 61 übertragen.
Da die Arbeitsmaschine, wie etwa der Bagger 1, auf der Baustelle bewegt wird, gibt es verschiedene Neigungen, die durch mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 abgebildet werden, und eine Neigung eines abzubildenden Ortes kann sich auch im Laufe der Zeit aufgrund des Bauvorhabens ebenfalls ändern. Selbst auf solch einer Baustelle erzeugt das Steuersystem 50 Forminformationen unter Verwendung der Informationen, die eine Haltung des Baggers 1 repräsentieren, in der vorliegenden Ausführungsform des Rollwinkels θr, des Nickwinkels θp und des Azimutwinkels θd, und daher kann eine geeignete Bauverwaltung realisiert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform erzeugt das Steuersystem 50 die Forminformationen unter Verwendung des Rollwinkels θr, des Nickwinkels θp und des Azimutwinkels θd, die die Haltung des Baggers 1 repräsentieren, aber das Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 kann durch einen Mechanismus unterstützt werden, bei dem Haltungen sowohl des Baggers als auch der Bildgebungsvorrichtungen 30 konstant gehalten werden, während die relative Positionsbeziehung des Paars Bildgebungsvorrichtungen 30 in Bezug auf die Haltungsänderung des Baggers 1 beibehalten wird. In diesem Fall wird z.B. das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 durch einen Mechanismus unterstützt, bei dem Grundlinien des einen Paares Bildgebungsvorrichtungen 30 konstant horizontal gehalten werden.
In der vorliegenden Ausführungsform erzeugt das Steuersystem 50 Forminformationen für einen Bereich, der durch den Bagger 1 mit dem Steuersystem 50 und die Arbeitsmaschine ohne das Steuersystem 50 zu erbauen ist, und für einen Bereich nach dem Bauvorhaben, aber ein Bereich, dessen Forminformationen durch das Steuersystem 50 erzeugt werden, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann das Steuersystem 50 auch Forminformationen für einen Bereich erzeugen, der durch den Bediener erbaut wird, der Tätigkeiten, wie etwa Ausheben mit einer Schaufel oder dergleichen auf der Baustelle ausführt, oder für einen Bereich, der für ein Bauvorhaben von nun an verwendet wird. Dies ermöglicht dem Steuersystem 50 und dem Bauverwaltungssystem 100 mit dem Steuersystem 50, die Baubedingungen der gesamten Baustelle zu verwalten. Wie vorstehend beschrieben, kann das Steuersystem 50 auch die vom Arbeiter mit einer Schaufel oder dergleichen ausgehobene Erdmenge oder aufgeschüttete Erdmenge aus der Differenz der Elemente der Forminformationen vor und nach dem Bauvorhaben erhalten.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Steuersystem 50 in dem Bagger 1 als eine Arbeitsmaschine vorgesehen, aber ein System zur Erzeugung von Forminformationen und zur Erzeugung von Soll-Bauinformationen kann auch in einem Vermessungsfahrzeug bereitgestellt werden. Zum Beispiel sind in einem Fall des Erzeugens der Forminformationen mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 und die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 in dem Vermessungsfahrzeug vorgesehen. In einem Fall, in dem die Soll-Bauinformationen zusätzlich zu den Forminformationen erzeugt werden, ist die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 in dem Vermessungsfahrzeug zusätzlich zu mindestens dem einen Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 und der Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 vorgesehen. In jedem Fall weist das Vermessungsfahrzeug vorzugsweise eine Kommunikationsvorrichtung 25 auf, die mit mindestens einer Arbeitsmaschine, die auf der Baustelle arbeitet, der Verwaltungsvorrichtung 61 und dem mobilen Endgerät 64 kommunizieren kann.
In der vorliegenden Ausführungsform kann die Bildverarbeitung durch das Stereoverfahren beispielsweise durch mindestens eines von der Verwaltungsvorrichtung 61 der Verwaltungseinrichtung 60 und dem mobilen Endgerät 64 außerhalb des Baggers 1 durchgeführt werden. In diesem Fall wird zum Beispiel ein Bilderpaar eines Objekts, das durch mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 abgebildet wird, über die Kommunikationsvorrichtung 25 zu mindestens einem von der Verwaltungsvorrichtung 61 und dem mobilen Endgerät 64 übertragen, und mindestens eines von der Verwaltungsvorrichtung 61 und dem mobilen Endgerät 64 wendet die Bildverarbeitung durch das Stereoverfahren auf die Objektbilder an.
In der vorliegenden Ausführungsform kann die Erzeugung der Forminformationen auch außerhalb des Baggers 1 durch mindestens eines von der Verwaltungsvorrichtung 61 der Verwaltungseinrichtung 60 und dem mobilen Endgerät 64 durchgeführt werden. Insbesondere kann mindestens eine von der Verwaltungsvorrichtung 61 der Verwaltungseinrichtung 60 und dem mobilen Endgerät 64 außerhalb des Baggers 1 die Umwandlung unter Verwendung des Rollwinkels θr, des Nickwinkels θp und des Azimutwinkels θd, die die Haltung des Baggers 1 repräsentieren, durchführen. In diesem Fall werden die Informationen eines Bilderpaars des Objekts, das von mindestens dem einen Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 abgebildet wird, auf die die Bildverarbeitung durch das Stereoverfahren angewandt wurde, zusammen mit dem Rollwinkel θr, dem Nickwinkel θp und dem Azimutwinkel θd zu mindestens einem von der Verwaltungseinrichtung 61 der Verwaltungseinrichtung 60 und dem mobilen Endgerät 64 außerhalb des Baggers 1 über die Kommunikationsvorrichtung 25 übertragen.
In der vorliegenden Ausführungsform wird zuerst die Position Ps eines Bauobjekts OBP erhalten, die aus den Bildern erhalten wird, die durch mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 aufgenommen wurden, und dann wird die Position Ps in die Position Pg des globalen Koordinatensystems umgewandelt, und gleichzeitig wird eine Neigung aufgrund der Haltung des Baggers korrigiert. Wenn in der vorliegenden Ausführungsform die IMU 24 beispielsweise mindestens eines von dem Schwenken des Schwenkkörpers 3 des Baggers 1 und der Bewegung des Baggers 1 detektiert, kann das Steuersystem 50 eine Steuerung durchführen, um eine Bildgebung durch die Bildgebungsvorrichtungen 30 zu verhindern, oder nicht zuzulassen, dass die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 Forminformationen erzeugt. In der vorliegenden Ausführungsform kann der Bagger 1 die Forminformationen zu der anderen Arbeitsmaschine 70 übertragen, und die andere Arbeitsmaschine 70 kann die Soll-Bauinformationen erzeugen.
Die in der vorliegenden Ausführungsform offenbarte Konfiguration kann auch in geeigneter Weise auf die folgenden Ausführungsformen angewendet werden.
Zweite Ausführungsform
In einer zweiten Ausführungsform detektiert ein Bagger 1, der eine Arbeitsmaschine mit einem Steuersystem 50 ist, Informationen über ein Bauobjekt OBP und erzeugt mindestens eine von Forminformationen und Soll-Bauinformationen auf einer Baustelle, an der mehrere Arbeitsmaschinen arbeiten. Dann überträgt der Bagger 1 die erzeugten Soll-Bauinformationen an eine andere Arbeitsmaschine, insbesondere eine andere Arbeitsmaschine als den Bagger 1. Der Bagger 1 und die andere Arbeitsmaschine bauen das Bauobjekt OBP unter Verwendung der Soll-Bauinformation, die von dem Bagger 1 erzeugt werden. Die andere Arbeitsmaschine kann neben einer anderen Arbeitsmaschine 70, die in 1 dargestellt ist, beispielsweise ein Bulldozer, ein Radlader oder ein Grader sein. Die andere Arbeitsmaschine kann ein Steuersystem 50 aufweisen. Zusätzlich kann die andere Arbeitsmaschine eine Bildgebungsvorrichtung 30 aufweisen oder nicht. Die andere Arbeitsmaschine weist mindestens eine Kommunikationsvorrichtung auf.
21 ist ein Ablaufdiagramm, das eine beispielhafte Verarbeitung eines Formmessverfahrens und eines Bauverwaltungsverfahrens nach der zweiten Ausführungsform darstellt. 22 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen Elementen von Forminformationen SIa, SIb eines Bauobjekts OBP und Elementen von Soll-Bauinformationen TIa, TIb veranschaulicht. 23 ist eine Ansicht, die Elemente von Forminformationen SIas, SIbs nach dem Erbauen des Bauobjekts OBP zeigt. Das Bauverwaltungsverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform wird durch das Steuersystem 50 implementiert. In der vorliegenden Ausführungsform fungiert das Steuersystem 50 auch als ein Bauverwaltungssystem.
In der vorliegenden Ausführungsform und den folgenden Ausführungsformen weist der Bagger 1, der das Steuersystem 50 aufweist, das in 3 dargestellt ist, eine erste Arbeitsmaschine auf, und die andere Arbeitsmaschine 70 entspricht einer zweiten Arbeitsmaschine. Es wird angenommen, dass die andere Arbeitsmaschine 70 nicht das Steuersystem 50 aufweist. Forminformationen und Soll-Bauinformationen, die aus den Forminformationen erzeugt werden, sind in mindestens einer von einer Speichereinheit von Vorrichtungen des Steuersystems 50 und einer Speichereinheit einer Verwaltungsvorrichtung 61 gespeichert.
Wenn ein Bildgebungsschalter 32, der in 3 dargestellt ist, von einem Bediener betätigt wird und ein Bilderzeugungsbefehl in einer Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 empfangen wird, bewirkt die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51, dass mindestens ein Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 das Bauobjekt OBP im Schritt S201 abbildet. Ein Bereich, der durch mindestens ein Paar von Bildgebungsvorrichtungen 30 abgebildet wird, ist nicht nur ein Bereich, in dem der Bagger 1 baut, und ein Bereich, der durch die andere Arbeitsmaschine 70 erbaut wird, die auf einer Baustelle arbeitet, wird ebenfalls abgebildet. Zusätzlich kann ein Bereich, der von einem Arbeiter erbaut wird, der auf der Baustelle arbeitet, ebenfalls abgebildet werden. Mit anderen Worten beinhaltet ein Objekt, das durch mindestens das eine Paar von Bildgebungsvorrichtungen 30 in dem Steuersystem 50 abgebildet werden soll, mindestens: einen geplanten Abschnitt des Bauvorhabens, der sich von einem durch den Bagger 1 mit mindestens dem einen Paar von angebrachten Bildgebungsvorrichtungen 30 geplanten Abschnitt des Bauvorhabens unterscheidet; und einen erbauten Abschnitt, der sich von einem erbauten Abschnitt durch den Bagger 1 unterscheidet. Wenigstens eines von einem geplanten Abschnitt des Bauvorhabens und einem durch ein anderes Mittel als den Bagger 1 erbauten Abschnitt, beispielsweise ein Mittel, wie etwa eine Schaufel eines Arbeiters, kann ebenfalls in einem Objekt enthalten sein, das durch mindestens das eine Paar der Bildgebungsvorrichtungen 30 abgebildet wird. Mit anderen Worten kann das Objekt, das durch mindestens ein Paar Bildgebungsvorrichtungen 30, die in dem Steuersystem 50 enthalten sind, abgebildet wird, mindestens eines von einem geplanten Abschnitt des Bauvorhabens durch ein anderes Mittel als den Bagger 1 und einen erbauten Abschnitt durch ein anderes Mittel als den Bagger 1 aufweisen. Der Bagger 1 kann auf der Baustelle herumbewegt werden, oder der Schwenkkörper 3 kann geschwenkt werden, um einen Bereich abzubilden, der durch die andere Arbeitsmaschine 70 erbaut werden soll.
Im Schritt S202 wendet die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 eine Bildverarbeitung durch ein Stereoverfahren auf Bilder an, die durch mindestens ein Paar von Bildgebungsvorrichtungen 30 aufgenommen wurden, erhält eine Position (dreidimensionale Position) des Bauobjekts OBP und erzeugt Forminformationen über das Bauobjekt OBP unter Verwendung der erhaltenen Position des Bauobjekts OBP. Wie in 22 dargestellt, werden die Forminformationen SIa aus dem Bauobjekt OBP des Baggers 1 erzeugt, und die Forminformationen SIb werden aus dem Bauobjekt OBP der anderen Arbeitsmaschine 70 erzeugt. Die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 bewirkt, dass zumindest eine von einer eigenen Speichereinheit und einer Speichereinheit 57M einer Bauverwaltungsvorrichtung 57 die erzeugten Elemente der Forminformationen SIa, SIb speichert. Ein Verfahren zur Erzeugung der Forminformationen ist wie in einer ersten Ausführungsform beschrieben.
Im Schritt S203 erlangt eine Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 die Elemente von Forminformationen SIa, SIb von der Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 und erzeugt die Elemente von Soll-Bauinformationen TIa, TIb. Die Soll-Bauinformationen TIa werden aus den Forminformationen SIa erzeugt, und die Soll-Bauinformationen TIb werden aus den Forminformationen SIb erzeugt. Ein Verfahren zur Erzeugung der Soll-Bauinformationen ist wie in der ersten Ausführungsform beschrieben. Die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 bewirkt, dass mindestens eine von der eigenen Speichereinheit und der Speichereinheit 57M der Bauverwaltungsvorrichtung 57 die erzeugten Soll-Bauinformationen speichert. In diesem Fall werden alle erzeugten Elemente der Soll-Bauinformationen, insbesondere die Soll-Bauinformationen über das Bauobjekt OBP des Baggers 1 und die Soll-Bauinformationen über das Bauobjekt OBP der anderen Arbeitsmaschine 70 in einer Speichereinheit der Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 gespeichert. Im Schritt S203 speichert das Steuersystem 50 möglicherweise nicht die Soll-Bauinformationen in der Speichereinheit und kann eine Steuerung zum Übertragen von Soll-Bauinformationen zu der anderen Arbeitsmaschine unmittelbar nach deren Erzeugung durchführen, um nächsten Schritt S204 auszuführen.
Im Schritt S204 überträgt die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 oder die Bauverwaltungsvorrichtung 57 die Soll-Bauinformationen über eine Kommunikationsvorrichtung 25, die in 3 dargestellt ist, an die andere Arbeitsmaschine 70. Im Schritt S205A erbaut der Bagger 1 das Bauobjekt OBP unter Verwendung der erzeugten Soll-Bauinformationen. Im Schritt S205B erbaut die andere Arbeitsmaschine 70 das Bauobjekt OBP unter Verwendung der von dem Bagger 1 detektierten Soll-Bauinformation. In den Schritten S205A und S205B weist jeder von dem Bagger 1 und der anderen Arbeitsmaschine 70 eine Arbeitseinheitssteuervorrichtung 56 auf und kann eine Arbeitseinheitssteuerung gemäß den Soll-Bauinformationen ausführen. Jeder von dem Bagger 1 und der anderen Arbeitsmaschine 70 bewegen eine Schneidkante 8BT eines Löffels 8 und eine Arbeitseinheit entlang einer durch die Soll-Bauinformationen angegebenen Soll-Form zum Zeitpunkt des Erbauens des Bauobjekts OBP.
In diesem Fall kann in einem Fall, in dem die andere Arbeitsmaschine 70 das Steuersystem 50 aufweist, die Bewegung der Arbeitseinheit gemäß den erfassten Soll-Bauinformationen gesteuert werden. In einem Fall, in dem die andere Arbeitsmaschine 70 das Steuersystem 50 nicht aufweist, werden die Soll-Bauinformationen auf einer in der anderen Arbeitsmaschine 70 vorgesehenen Anzeigevorrichtung angezeigt, und ein Bediener kann die Arbeitseinheit bedienen, während er die angezeigten Soll-Bauinformationen auf der Anzeigevorrichtung betrachtet.
Nach Abschluss des Bauvorhabens veranlasst die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 im Schritt S206, dass mindestens das eine Paar von Bildgebungsvorrichtungen 30 das erbaute Bauobjekt OBP abbildet, und unter Verwendung der erhaltenen Bilder die Forminformationen SIas erzeugt, die in 23 dargestellt sind. An dieser Stelle erzeugt die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 die Forminformationen SIbs, die in 23 dargestellt sind, indem auch das von der anderen Arbeitsmaschine erbaute Bauobjekt OBP abgebildet wird. Die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 bewirkt, dass mindestens eine von der eigenen Speichereinheit und der Speichereinheit 57M der Bauverwaltungsvorrichtung 57 die erzeugten Forminformationen speichert.
Der Bagger 1 kann auch an der Baustelle herumbewegt werden, oder der Schwenkkörper 3 kann geschwenkt werden, um den durch die andere Arbeitsmaschine 70 erbauten Bereich abzubilden. Als Nächstes überträgt die Bauverwaltungsvorrichtung 57 im Schritt S207 Forminformationen nach erfolgtem Bauvorhaben, die durch die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 erzeugt werden über die Kommunikationsvorrichtung 25 an die Verwaltungsvorrichtung 61. Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform kann die Bauverwaltungsvorrichtung 57 die Forminformationen nach erfolgtem Bauvorhaben an das in 3 dargestellte mobile Endgerät 64 übertragen, und nicht nur die Forminformationen nach erfolgtem Bauvorhaben, sondern auch die Soll-Bauinformationen können über die Kommunikationsvorrichtung 25 an wenigstens eine von der Verwaltungsvorrichtung 61 und dem mobilen Endgerät 64 übertragen werden. In der vorliegenden Ausführungsform werden Schritt S206 und Schritt S207 in dem Ablaufdiagramm, das die beispielhafte Verarbeitung des in 6 dargestellten Bauverfahrens darstellt, möglicherweise nicht notwendigerweise ausgeführt.
In der vorliegenden Ausführungsform erhält mindestens eine Arbeitsmaschine mit dem Steuersystem 50, in der vorliegenden Ausführungsform der Bagger 1, Elemente der Forminformationen über Bauobjekte der eigenen Maschine und der anderen Arbeitsmaschine 70, die auf der Baustelle vorhanden sind. Daher kann die Verwaltungsvorrichtung 61 die Baubedingungen der Baustelle unter Verwendung der Elemente von Forminformationen verwalten, die von dem Bagger mit dem Steuersystem erhalten werden. Da das Steuersystem 50 Elemente von Forminformationen nicht nur über das Bauobjekt der Arbeitsmaschine, sondern auch über das Bauobjekt durch einen Arbeiter, der auf der Baustelle arbeitet, erzeugen kann, wird eine Vermessung des Bauobjekts durch einen Arbeiter unnötig. Infolgedessen können die Baubedingungen der gesamten Baustelle einfach verwaltet werden.
Da das Steuersystem 50 Zeitinformationen an jedes Element der erzeugten Forminformationen anfügt, werden die Forminformationen und die Zeitinformationen in dem Bauverwaltungssystem 100 in einer korrelierten Weise gehandhabt. Daher kann die Verwaltungsvorrichtung 61 mehrere Elemente von Forminformationen extrahieren, die verwendet werden, um die Baubedingungen auf der Grundlage der Zeitinformationen zu verwalten. Zum Beispiel kann die Verwaltungsvorrichtung 61 einen Bauzustand der Baustelle in einem Zeitbereich erhalten, der als dieselbe Zeit erachtet werden kann, indem mehrere unterschiedliche Elemente von Forminformationen extrahiert und kombiniert werden, die innerhalb des Zeitbereichs erhalten werden, der als dieselbe Zeit angesehen werden kann. Zum Beispiel wird der Baufortschritt erfasst, indem mehrere Bauzustände der Baustelle in dem Zeitbereich erhalten werden, der als dieselbe Zeit angesehen werden kann. Somit kann das Bauverwaltungssystem 100 die Baubedingungen der Baustelle verwalten, wo eine Arbeitsmaschine mit der Bildgebungsvorrichtung 30 und der Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 und eine Arbeitsmaschine ohne die Bildgebungsvorrichtung 30 und die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 nebeneinander vorhanden sind.
In der vorliegenden Ausführungsform erzeugt die Arbeitsmaschine mit dem Steuersystem 50, in der vorliegenden Ausführungsform der Bagger 1, Soll-Bauinformationen über ein Bauobjekt der anderen Arbeitsmaschine 70, die auf der Baustelle vorhanden ist. In einem Fall, in dem mindestens eine Arbeitsmaschine mit dem Steuersystem 50 auf einer Baustelle vorhanden ist, erzeugt diese Arbeitsmaschine daher Forminformationen und Soll-Bauinformationen auf der Baustelle, und eine andere Arbeitsmaschine kann unter Verwendung der erzeugten Soll-Bauinformationen ein Bauvorhaben durchführen. Infolgedessen wird zum Beispiel die Effizienz zum Zeitpunkt des Bauvorhabens einer Baustelle mit mehreren Arbeitsmaschinen ohne Soll-Bauinformationen verbessert.
Die in der vorliegenden Ausführungsform offenbarte Konfiguration kann auch in geeigneter Weise auf die folgenden Ausführungsformen angewendet werden.
Dritte Ausführungsform
In einer dritten Ausführungsform erfasst ein Bagger 1 mit einem Steuersystem 50 Informationen über ein Bauobjekt OBP, erzeugt Forminformationen und Soll-Bauinformationen und überträgt die erzeugten Forminformationen an eine Verwaltungsvorrichtung 61 einer Verwaltungseinrichtung 60 und an eine andere in 3 dargestellte Arbeitsmaschine 70 auf einer Baustelle, wo der Bagger 1 arbeitet.
24 ist ein Ablaufdiagramm, das eine beispielhafte Verarbeitung eines Formmessverfahrens und eines Bauverwaltungsverfahrens nach der dritten Ausführungsform darstellt. Das Bauverwaltungsverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform wird durch zumindest das Steuersystem 50 und die Verwaltungsvorrichtung 61 implementiert. In der vorliegenden Ausführungsform funktionieren das Steuersystem 50 und die Verwaltungsvorrichtung 61 auch als Bauverwaltungssysteme.
Wenn ein Bildgebungsschalter 32, der in 3 dargestellt ist, von einem Bediener bedient wird und ein Abbildungsbefehl in einer Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 empfangen wird, veranlasst die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 im Schritt S301, dass mindestens das eine Paar Bildgebungsvorrichtungen 30 ein Bauobjekt OBP abbildet. Ein Bereich, der durch mindestens das eine Paar von Bildgebungsvorrichtungen 30 abgebildet wird, ist nicht nur ein Bereich, in dem der Bagger 1 baut; ein Bereich, der durch die andere Arbeitsmaschine 70 erbaut wird, die auf einer Baustelle arbeitet, wird ebenfalls abgebildet. Der Bagger 1 kann auf der Baustelle herumbewegt werden, um einen Bereich abzubilden, der durch die andere Arbeitsmaschine 70 erbaut werden soll.
Im Schritt S302 wendet die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 eine Bildverarbeitung durch ein Stereoverfahren auf Bilder an, die durch mindestens ein Paar von Bildgebungsvorrichtungen 30 aufgenommen werden, erhält eine Position (dreidimensionale Position) des Bauobjekts OBP und erzeugt Forminformationen über das erhaltene Bauobjekt OBP unter Verwendung der erhaltenen Position des Bauobjekts OBP. Die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 bewirkt, dass mindestens eine von einer eigenen Speichereinheit und einer Speichereinheit 57M einer Bauverwaltungsvorrichtung 57 die erzeugten Forminformationen speichert. Ein Verfahren zur Erzeugung der Forminformationen ist wie in einer ersten Ausführungsform beschrieben.
Im Schritt S303 erlangt die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 die Forminformationen von der Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 und erzeugt Soll-Bauinformationen. Ein Verfahren zur Erzeugung der Soll-Bauinformationen ist wie in der ersten Ausführungsform beschrieben. Die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 bewirkt, dass mindestens eine von der eigenen Speichereinheit und der Speichereinheit 57M der Bauverwaltungsvorrichtung 57 die erzeugten Soll-Bauinformationen speichert. In diesem Fall werden alle erzeugten Elemente der Soll-Bauinformationen, insbesondere die Soll-Bauinformationen über das Bauobjekt OBP des Baggers 1 und die Soll-Bauinformationen über das Bauobjekt OBP der anderen Arbeitsmaschine 70 in einer Speichereinheit der Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 gespeichert.
Im Schritt S304 überträgt die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 oder die Bauverwaltungsvorrichtung 57 die Forminformationen über eine Kommunikationsvorrichtung 25, die in 3 dargestellt ist, an die Verwaltungsvorrichtung 61 der Verwaltungsvorrichtung 60. Die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 oder die Bauverwaltungsvorrichtung 57 überträgt die Soll-Bauinformationen an die andere Arbeitsmaschine 70. Die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 oder die Bauverwaltungsvorrichtung 57 können auch die Soll-Bauinformationen an die Verwaltungsvorrichtung 61 übertragen. Im Schritt S305 veranlasst die Verwaltungsvorrichtung 61 die Speichereinheit 57M, die von dem Bagger 1 erfassten Forminformationen zu speichern. In einem Fall, in dem die Soll-Bauinformationen ebenfalls von dem Bagger 1 erfasst werden, veranlasst die Verwaltungsvorrichtung 61 die Speichereinheit 57M, die erfassten Soll-Bauinformationen zu speichern.
Im Schritt S306A erbaut der Bagger 1 das Bauobjekt OBP unter Verwendung der durch die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 des Steuersystems 50 erzeugten Soll-Bauinformation. Im Schritt S306B erbaut die andere Arbeitsmaschine 70 das Bauobjekt OBP unter Verwendung der Soll-Bauinformationen, die von dem Bagger 1 erfasst werden. Im Schritt S306A und Schritt S306B bewegt sowohl der Bagger 1 als auch die andere Arbeitsmaschine 70 eine Schneidkante 8BT eines Löffels 8 und eine Arbeitseinheit entlang einer durch die Soll-Bauinformationen angegebenen Zielform zur Zeit des Erbauens des Bauobjekts OBP.
Zumindest einer von dem Bagger 1 und der anderen Arbeitsmaschine kann möglicherweise keine Arbeitseinheitssteuervorrichtung 56 aufweisen und kann möglicherweise in der Lage sein, als ein Bauführungsbild eine Positionsbeziehung zwischen den Soll-Bauinformationen und einer eigenen Arbeitseinheit 2 auf einem Bildschirm 58D einer Anzeigevorrichtung 58 anzuzeigen. Wie in einer zweiten Ausführungsform beschrieben, bedient ein Bediener die Arbeitseinheit 2, während er den Bildschirm 58D betrachtet, entlang einer Form, die durch die Soll-Bauinformationen angegeben wird.
Nach Abschluss des Bauvorhabens veranlasst im Schritt S307 die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 des Baggers 1, das mindestens eine Paar der Bildgebungsvorrichtungen 30 das erbaute Bauobjekt OBP abzubilden, und erzeugt Forminformationen unter Verwendung der erhaltenen Bilder. An dieser Stelle erzeugt die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 die Forminformationen, indem auch das Bauobjekt OBP, das durch die andere Arbeitsmaschine erbaut wird, abgebildet wird. Die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 bewirkt, dass mindestens eine von der eigenen Speichereinheit und der Speichereinheit 57M der Bauverwaltungsvorrichtung 57 die erzeugten Forminformationen speichert. Als Nächstes überträgt im Schritt S308 die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 oder die Bauverwaltungsvorrichtung 57 die von der Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 erzeugten Forminformationen nach erfolgtem Bauvorhaben an die Verwaltungsvorrichtung 61. An dieser Stelle kann die Detektionsverarbeitungsvorrichtung 51 oder die Bauverwaltung die Vorrichtung 57 möglicherweise die Forminformationen nach dem Bauvorhaben an ein in 3 dargestelltes mobiles Endgerät 64 übertragen. Im Schritt S309 veranlasst die Verwaltungsvorrichtung 61, die die Forminformationen nach dem Bauvorhaben erfasst hat, dass eine Speichereinheit die Forminformationen nach dem Bauvorhaben speichert. Die Verwaltungsvorrichtung 61 kann die Forminformationen nach dem Bauvorhaben an das in 3 dargestellte mobile Endgerät 64 übertragen.
Erstes modifiziertes Beispiel.
25 ist ein Ablaufdiagramm, das eine beispielhafte Verarbeitung eines Formmessverfahrens und eines Bauverwaltungsverfahrens nach einem ersten modifizierten Beispiel der dritten Ausführungsform darstellt. Das erste modifizierte Beispiel unterscheidet sich von der dritten Ausführungsform darin, dass die Soll-Bauinformationen, die durch die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 des Steuersystems 50 erzeugt werden, durch die Verwaltungsvorrichtung 61 zu der anderen Arbeitsmaschine 70 übertragen werden.
Die Schritte S401 bis S405 des vorliegenden modifizierten Beispiels sind die gleichen wie die Schritte S301 bis S305 der dritten Ausführungsform. Im Schritt S406 überträgt die Verwaltungsvorrichtung 61 von dem Bagger 1 erfasste Soll-Bauinformationen über die Kommunikationsvorrichtung 62 an die andere Arbeitsmaschine 70. Die Schritte S407A und S407B bis S410 sind die gleichen wie die Schritte S406A und S406B bis S409 der dritten Ausführungsform. Das vorliegende modifizierte Beispiel ist in einem Fall wirksam, bei dem eine Kommunikation zwischen der Verwaltungsvorrichtung 61 und einer Arbeitsmaschine auf der Baustelle durchgeführt werden kann, aber eine Kommunikation zwischen dem Bagger 1 und der anderen Arbeitsmaschine 70 nicht durchgeführt werden kann.
Die vorliegende Ausführungsform und dessen modifiziertes Beispiel stellen Funktionen und Effekte ähnlich der zweiten Ausführungsform bereit. Die in der vorliegenden Ausführungsform offenbarte Ausführungsform kann auch in geeigneter Weise auf die folgenden Ausführungsformen angewendet werden.
Vierte Ausführungsform.
26 ist ein Ablaufdiagramm, das eine beispielhafte Verarbeitung eines Formmessverfahrens und eines Bauverwaltungsverfahrens nach einer vierten Ausführungsform zeigt. In der vierten Ausführungsform erzeugt eine Verwaltungsvorrichtung 61 Soll-Bauinformationen unter Verwendung von Forminformationen, die von einem Bagger mit einem Steuersystem 50 übertragen werden. Ein Bauverwaltungsverfahren nach der vorliegenden Ausführungsform wird durch mindestens das Steuersystem 50 und die Verwaltungsvorrichtung 61 implementiert. In der vorliegenden Ausführungsform funktionieren das Steuersystem 50 und die Verwaltungsvorrichtung 61 auch als Bauverwaltungssysteme.
Die Schritte S501 und S502 der vierten Ausführungsform sind die gleichen wie die Schritte S301 und S302 einer dritten Ausführungsform. Im Schritt S503 überträgt ein Bagger 1 erzeugte Forminformationen über eine Kommunikationsvorrichtung 25 an die Verwaltungsvorrichtung 61. Im Schritt S504 veranlasst die Verwaltungsvorrichtung 61, dass eine Speichereinheit die von dem Bagger 1 erfassten Forminformationen speichert. Im Schritt S505 erzeugt die Verwaltungsvorrichtung 61 Soll-Bauinformationen unter Verwendung der Forminformationen, die im Schritt S504 erfasst wurden und veranlasst die Speichereinheit, die Soll-Bauinformationen zu speichern. Im Schritt S506 überträgt die Verwaltungsvorrichtung 61 die erzeugten Soll-Bauinformationen über eine Kommunikationsvorrichtung 62 an den Bagger 1.
Im Schritt S507 speichert eine Bauverwaltungsvorrichtung 57 des Baggers 1 in einer Speichereinheit 57M die über die Kommunikationsvorrichtung 25 erfassten Soll-Bauinformationen und überträgt dieselben über die Kommunikationsvorrichtung 25 auch an eine andere Arbeitsmaschine 70. In den Schritten S508A und S508B bewegt jedes von dem Bagger 1 und der anderen Arbeitsmaschine 70 eine Schneidkante 8BT eines Löffels 8 und eine Arbeitseinheit entlang einer durch die Soll-Bauinformationen angegebenen Zielform zum Zeitpunkt des Erbauens eines Bauobjekts OBP. Die Schritte S509 bis S511 sind die gleichen wie die Schritte S307 bis S309 der dritten Ausführungsform.
Erstes modifiziertes Beispiel.
27 ist ein Ablaufdiagramm, das eine beispielhafte Verarbeitung eines Formmessverfahrens und eines Bauverwaltungsverfahrens nach einem ersten modifizierten Beispiel der vierten Ausführungsform darstellt. Das erste modifizierte Beispiel unterscheidet sich von dem vierten Ausführungsbeispiel darin, dass die von der Verwaltungsvorrichtung 61 erzeugten Soll-Bauinformationen zu dem Bagger 1 und der anderen Arbeitsmaschine 70 durch die Verwaltungsvorrichtung 61 übertragen werden.
Die Schritte S601 bis S605 des vorliegenden modifizierten Beispiels sind die gleichen wie die Schritte S501 bis S505 der vierten Ausführungsform. Im Schritt S606 überträgt die Verwaltungsvorrichtung 61 die erzeugten Soll-Bauinformationen über die Kommunikationsvorrichtung 62 an den Bagger 1 und die andere Arbeitsmaschine 70. Die Schritte S606A und S606B bis S610 sind dieselben wie die Schritte S507A und S507B bis S511 der vierten Ausführungsform. Das vorliegende modifizierte Beispiel ist in einem Fall wirksam, in dem eine Kommunikation zwischen der Verwaltungsvorrichtung 61 und einer Arbeitsmaschine auf der Baustelle durchgeführt werden kann, aber eine Kommunikation zwischen dem Bagger 1 und der anderen Arbeitsmaschine 70 nicht durchgeführt werden kann.
Die vorliegende Ausführungsform und das modifizierte Beispiel davon stellen Funktionen und Effekte ähnlich der zweiten Ausführungsform bereit. Ferner kann in der vorliegenden Ausführungsform und dem modifizierten Beispiel davon eine Last an das Steuersystem 50 des Baggers 1, genauer gesagt, an die Bauinformationserzeugungsvorrichtung 52 reduziert werden, da die Verwaltungsvorrichtung 61 die Soll-Bauinformationen erzeugt.
Während die Ausführungsformen vorstehend beschrieben wurden, ist zu beachten, dass die Ausführungsformen nicht durch den beschriebenen Inhalt beschränkt sind. Zusätzlich können die vorstehend beschriebenen Komponenten Komponenten aufweisen, die für den Fachmann leicht vorstellbar sind, Komponenten, die im Wesentlichen identisch sind, und Komponenten, die in einem sogenannten äquivalenten Bereich enthalten sind. Die vorstehend beschriebenen Komponenten können geeignet kombiniert werden. Zumindest eine von verschiedenen Arten von Weglassen, Ersetzen und Modifizieren kann für die Komponenten in dem Umfang vorgenommen werden, ohne von dem Kern der Ausführungsform abzuweichen. Soweit die Arbeitsmaschine in der Lage ist, ein Bauobjekt zu bauen, indem ein Aushub, eine Überführung und dergleichen durchgeführt wird, ist die Arbeitsmaschine nicht auf einen Bagger beschränkt und kann auch eine Arbeitsmaschine, wie etwa ein Radlader und ein Bulldozer sein.
Bezugszeichenliste

1: BAGGER
2: ARBEITSEINHEIT
3: SCHWENKKÖRPER
4: BEDIENERRAUM
5: FAHRKÖRPER
21, 22: ANTENNE
23: POSITIONSDETEKTIONSVORRICHTUNG
25: KOMMUNIKATIONSVORRICHTUNG
30, 30a, 30b, 30c, 30d: BILDGEBUNGSVORRICHTUNG
32: BILDGEBUNGSSCHALTER
50: STEUERSYSTEM FÜR ARBEITSMASCHINE
51: DETEKTIONSVERARBEITUNGSVORRICHTUNG
51A: BERECHNUNGSEINHEIT
51B: INFORMATIONSANFÜGEEINHEIT
52: BAUINFORMATIONSERZEUGUNGSVORRICHTUNG
53: SENSORSTEUERVORRICHTUNG
54: MOTORSTEUERVORRICHTUNG
55: PUMPENSTEUERVORRICHTUNG
56: ARBEITSEINHEITSSTEUERVORRICHTUNG
57: BAUVERWALTUNGSVORRICHTUNG
57M: SPEICHEREINHEIT
58: ANZEIGEVORRICHTUNG
59: SIGNALLEITUNG
60: VERWALTUNGSEINRICHTUNG
61: VERWALTUNGSVORRICHTUNG
62: KOMMUNIKATIONSVORRICHTUNG
64: MOBILES ENDGERÄT
67: ANZEIGEVORRICHTUNG
70: ANDERE ARBEITSMASCHINE
100: BAUVERWALTUNGSSYSTEM
EMD: DATENDATEI
ID: HALTUNGSINFORMATIONEN
LG: ARBEITSINFORMATIONEN
NTW-: KOMMUNIKATIONSLEITUNG
OBP-: BAUOBJEKT
PR-: VERARBEITUNGSEINHEIT
MR-: SPEICHEREINHEIT
IO-: EINGABE-/AUSGABE-EINHEIT
TM: ZEITINFORMATIONEN

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013036243 A [0003]

Claims

Bauverwaltungssystem (100) umfassend: eine Objektdetektionseinheit (30), die an einer Arbeitsmaschine angebracht und eingerichtet ist, um ein Objekt auf einer Baustelle zu detektieren und Informationen über das Objekt auszugeben; eine Formdetektionseinheit (51), die eingerichtet ist, um Forminformationen auszugeben, die eine dreidimensionale Form des Objekts angeben, indem die Informationen über das Objekt verwendet werden, das durch die Objektdetektionseinheit (30) detektiert wird; eine Informationensanfügeeinheit (51B), die eingerichtet ist, um an die Forminformationen Zeitinformationen anzufügen, die eine Zeit angeben, zu der das Objekt detektiert wird; und eine Verwaltungsvorrichtung (61), die eingerichtet ist, um aktuelle Zustandsinformationen auf der Baustelle auf Grundlage der Forminformationen zu erzeugen, an die die aktuellste Zeitinformation angefügt ist.
Bauverwaltungssystem (100) nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: eine Kommunikationseinheit (25), die eingerichtet ist, um Informationen über das Bauvorhaben zu übertragen, wobei die Informationen zumindest eines von den Forminformationen und den Informationen, die aus den Forminformationen erhaltenen werden, aufweisen, wobei die Kommunikationseinheit (25) eingerichtet ist, um die Informationen über das Bauvorhaben an eine andere Arbeitsmaschine als die Arbeitsmaschine zu übertragen.
Bauverwaltungssystem (100) nach Anspruch 2, bei dem die Kommunikationseinheit (25) eingerichtet ist, um die Informationen über das Bauvorhaben zu einer Verwaltungsvorrichtung zu übertragen, die eingerichtet ist, um mit der Arbeitsmaschine zu kommunizieren.
Bauverwaltungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Objekt zumindest einen geplanten Abschnitt des Bauvorhabens umfasst, der sich von einem geplanten Abschnitt des Bauvorhabens der Arbeitsmaschine unterscheidet, und einen erbauten Abschnitt, der sich von einem durch die Arbeitsmaschine erbauten Abschnitt unterscheidet.
Bauverwaltungssystem (100) umfassend: eine Objektdetektionseinheit (30), die an einer Arbeitsmaschine angebracht und eingerichtet ist, um ein Objekt zu detektieren und Informationen über das Objekt auszugeben; und eine Formdetektionseinheit (51), die eingerichtet ist, um unter Verwendung der Informationen über das Objekt, das durch die Objektdetektionseinheit (30) detektiert wird, Forminformationen auszugeben, die eine dreidimensionale Form des Objekts angeben, wobei das Objekt mindestens einen von einem geplanten Abschnitt des Bauvorhabens, der sich von einem geplanten Abschnitt des Bauvorhabens der Arbeitsmaschine unterscheidet, und einem erbauten Abschnitt, der sich von einem durch die Arbeitsmaschine erbauten Abschnitt unterscheidet, aufweist.
Bauverwaltungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem eine entfernte Bodenmenge oder eine aufgeschüttete Bodenmenge auf Grundlage von einzelnen Forminformationen erhalten wird, die zu unterschiedlichen Zeiten erhalten werden.
Bauverwaltungssystem (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Formdetektionseinheit (51) mindestens zwei Bildgebungsvorrichtungen (30) aufweist.
Bauverwaltungssystem (100), umfassend: eine Objektdetektionseinheit (30), die an einer Arbeitsmaschine angebracht und eingerichtet ist, um ein Objekt zu detektieren und Informationen über das Objekt auszugeben; und eine Formdetektionseinheit (51), die eingerichtet ist, um Forminformationen, die eine dreidimensionale Form des Objekts angeben, unter Verwendung der Informationen über das Objekt, das durch die Objektdetektionseinheit (30) detektiert wird, auszugeben, wobei das Objekt mindestens einen von einem geplanten Abschnitt des Bauvorhabens und einem durch eine andere Einheit als die Arbeitsmaschine erbauten Teil umfasst.
Bauverwaltungssystem (100) nach Anspruch 8, bei dem eine entfernte Bodenmenge oder eine aufgeschüttete Bodenmenge durch eine andere Arbeitsmaschine auf Grundlage von einzelnen Forminformationen erhalten wird, die zu unterschiedlichen Zeiten erhalten werden.
Bauverwaltungssystem (100) nach Anspruch 8 oder 9, bei dem Forminformationen, die auf einer gesamten Baustelle erzeugt werden, indem wenigstens eines von einem Bauergebnis durch die Arbeitsmaschine, einem Bauergebnis durch eine andere Arbeitsmaschine und einem Bauergebnis weder durch die Arbeitsmaschine noch durch die andere Arbeitsmaschine verwendet wird.
Bauverwaltungsverfahren, umfassend: Detektieren eines Objekts auf einer Baustelle von einer vorbestimmten Position einer Arbeitsmaschine aus; Ausgeben von Forminformationen, die eine dreidimensionale Form des detektierten Objekts angeben; Anfügen von Zeitinformationen, die eine Zeit angeben, zu der das Objekt detektiert wird, an die Forminformationen; und Erzeugen aktueller Zustandsinformationen auf einer Baustelle auf Grundlage der Forminformationen, an die die aktuellste Zeitinformation angefügt wird.
Bauverwaltungsverfahren nach Anspruch 11, umfassend: Detektieren des Objekts von einer vorbestimmten Position einer Arbeitsmaschine aus, wobei das Objekt mindestens einen von einem geplanten Abschnitt des Bauvorhabens, der sich von einem geplanten Abschnitt des Bauvorhabens der Arbeitsmaschine unterscheidet, und einen erbauten Abschnitt, der sich von einem durch die Arbeitsmaschine erbauten Abschnitt unterscheidet, aufweist.
Bauverwaltungsverfahren, umfassend: Detektieren eines Objekts an einer Baustelle von einer vorbestimmten Position einer Arbeitsmaschine aus; und Ausgeben der detektierten Forminformationen, wobei das Objekt mindestens einen von einem geplanten Abschnitt des Bauvorhabens, der sich von einem geplanten Abschnitt des Bauvorhabens der Arbeitsmaschine unterscheidet, und einen erbauten Abschnitt, der sich von einem durch die Arbeitsmaschine erbauten Abschnitt unterscheidet, aufweist.
Verwaltungsvorrichtung (61), die eingerichtet ist zum: Erfassen von Forminformationen, die eine dreidimensionale Form eines Objekts angeben, das durch eine an einer Arbeitsmaschine angebrachte Objektdetektionseinheit (30) detektiert wird, wobei das Objekt auf einer Baustelle angeordnet ist, und Zeitinformationen, die einen Zeitpunkt angeben, zu dem das Objekt detektiert wird; und Erzeugen aktueller Zustandsinformationen über eine Baustelle auf Grundlage der Forminformationen, an die die aktuellste Zeitinformation aus einzelnen Zeitinformationen, die Zeiten angeben, zu denen das Objekt detektiert wird, angefügt wird.